• Advances in nano research
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• 제8권2호
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• pp.183-190
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• 2020

The objectives of this research were the reduction of membrane fouling and improvement of sludge properties by using synthesized H-ZSM-5 and NH₄-ZSM-5 zeolites. These two nano zeolites were synthesized and added to the membrane bioreactor (MBR). Three similar MBRs with the same operational condition were used in order to evaluate their effect on the mentioned matters. The evaluated parameters were trans-membrane pressure (TMP), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), particle size distribution (PSD), soluble microbial product (SMP), extracellular polymeric substances (EPS) and, excitation-emission matrix (EEM). The MBR₀ was without any additional zeolite while 0.4 g/L of H-ZSM-5 and NH₄-ZSM-5 were added to MBR_HZSM-5 and MBR_NH4ZSM-5, respectively. The COD removal of the MBR₀, MBR_H-ZSM-5 and MBR_NH4-ZSM-5 were 87.5%, 93.3% and 94.6%, respectively. The TMP of the MBR_H-ZSM-5 was 45% less than MBR₀ whereas the reduction for MBR_NH4-ZSM-5 was 65.5%. Also results showed that both H-ZSM-5 and NH₄-ZSM-5 caused reduction in protein and polysaccharide related EPS but the NH₄-ZSM-5 had better performance toward the elimination of organic compounds.

• 멤브레인
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• 제15권1호
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• pp.70-83
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• 2005

폭기조를 간헐 폭기로 운전하여 호기/무산소(oxic/anoxic) 시간 비율과 무산소 조건에서 호기 조건으로의 전환시 공기세정이 투과플럭스 및 투과압력에 미치는 영향을 조사하였으며, 호기조건에서 무산소 조건으로 전환 시 펌프의 회전력에 의한 흡인압력이 투과플럭스와 투과 압력에 주는 영향을 조사하였다. 또한 긴 슬러지체류시간(SRT; Sludge Retention Time)과 고농도의 MLSS 유지시에 발생하는 미생물 대사산물이 분리막에 미치는 영향과 응집제를 투여하였을 때 분리막에 작용하는 플러스 효과에 대하여 조사하여 보았다. 호기/무산소(oxic/anoxic)의 시간비율에 따른 유기물 및 질소 제거효율을 조사해본 결과 폭기 40 비폭기 20분의 시간배분 조건에서 처리효율이 가장 양호하였으므로 호기/무산소(oxic/anoxic) 조건을 40/20분으로 한 조건(step-7)에서 약품주입 실험을 수행하였다. 액체 명반을 폭기조에 직접 투여할 경우 약품의 농도가 질산화 및 탈질 미생물에 많은 영향을 주는 것을 알 수 있었으며, MBR공정에서 인 1 mg/L를 제거하기 위해서는 약 0.7 mg/L의 액체명반이 필요한 것으로 확인되었다.

• 멤브레인
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• 제33권4호
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• pp.158-167
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• 2023

환경 오염과 천연 자원의 고갈에 대한 증가하는 우려는 환경적으로 지속 가능한 기술의 개발을 촉진했습니다. 퍼바포레이션은 낮은 에너지 소비, 환경 영향 및 성능 효율로 인해 최근 수십 년 동안 주목을 받아 왔습니다. 이 방법은 막이 원하는 선택도를 충족하도록 미세 조정될 수 있기 때문에 화학 종을 분리하고 유기 용매를 탈수하는 데 사용되었습니다. 역삼투 및 증류와 같은 여러 분리 공정은 실험 환경 및 산업 응용 분야에서 모두 활용되고 있습니다. 그러나 퍼바포레이션은 작동 압력 및 온도가 낮고 거부율이 높은 등 여러 이점이 있습니다. 그럼에도 불구하고, 현재 막 기술의 상태만으로는 실용적인 응용에 대한 요구를 충분하게 할 수 없습니다. 반면, 복합막은 유기 물질과 무기 물질의 장점을 모두 활용할 수 있습니다. 많은 연구들이 현재 한계를 해결하기 위해 그래핀 산화물(GO) 및 MXene (MX)과 같은 무기 나노 물질을 고분자 막에 효과적으로 통합했습니다. 이 검토는 투과증발에서의 2D 복합막의 최근 발전을 조사하고 성능 향상을 평가합니다.

• 멤브레인
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• 제32권1호
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• pp.57-65
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• 2022

최근 들어 컴퓨터 및 소프트웨어 기술의 발달로 전산모사 관련 연구가 급격하게 늘어나고 있는데, 특히 원자의 개수 및 모델 크기의 문제로 기존에는 많은 제약을 받던 고분자 관련 다양한 전산모사 결과들이 발표되고 있다. 본 연구에서는 고분자 소재를 필름형태의 분리막으로 활용하기 위한 중요한 특성 중 하나인 기계적 특성을 분자동역학 전산모사를 이용하여 분석하고자 하는 연구를 진행하였다. 이를 위하여 이미 관련 물성이 널리 보고되어 있는 상용 고분자 소재인 polyethylene (PE)과 polystyrene (PS)을 대상으로 선정하여 주쇄길이 차이를 통한 각 고분자들의 인장특성을 비교하였고, 최종적으로 분자동역학 전산모사의 기계적 특성 분석이 적합한지 확인하고자 하였다. 밀도, radius of gyration, scattering 분석을 통해 본 연구에서 제작된 모델이 실제 실험에서 얻어진 기계적 특성 경향과 잘 일치함을 알 수 있었고, 따라서 분자동역학 전산모사를 이용한 기계적 특성 분석이 다양한 고분자 소재들의 분자 구조에 따른 기계적 특성을 예측할 수 있게 해주며, 실제 실험에서는 적용하기 어려운 다양한 변수들을 반영한 기계적 특성 해석도 가능하게 해 줄 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권3호
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• pp.552-560
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• 2017

Quorum quenching (QQ) bacteria entrapped in a polymeric composite hydrogel (QQ medium) have been successfully applied in membrane bioreactors (MBRs) for effective biofouling control. However, in order to bring QQ technology closer to practice, the physical strength and lifetime of QQ media should be improved. In this study, enforcement of physical strength, as well as an extension of the lifetime of a previously reported QQ bacteria entrapping hollow cylinder (QQ-HC), was sought by adding a dehydration procedure following the cross-linking of the polymeric hydrogel by inorganic compounds like $Ca^{2+}$ and boric acid. Such prepared medium demonstrated enhanced physical strength possibly through an increased degree of physical cross-linking. As a result, a longer lifetime of QQ-HCs was confirmed, which led to improved biofouling mitigation performance of QQ-HC in an MBR. Furthermore, QQ-HCs stored under dehydrated condition showed higher QQ activity when the storage time lasted more than 90 days owing to enhanced cell viability. In addition, the dormant QQ activity after the dehydration step could be easily restored through reactivation with real wastewater, and the reduced weight of the dehydrated media is expected to make handling and transportation of QQ media highly convenient and economical in practice.

• 멤브레인
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• 제14권2호
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• pp.99-107
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• 2004

Carbon molecular sieve (CMS) membranes were prepared by pyrolysis of polyimides having carboxylic acid groups and applied to the hydrogen separation. The polymeric membranes having carboxylic acid groups showed different steric properties as compared with polymeric membranes having other side groups ($-CH_3$ and $-CF_3$) because of the hydrogen bond between the carboxylic acid groups. However, the microporous CMS membranes were significantly affected by the decomposable side groups evidenced from the wide angle X-rat diffraction, nitrogen adsorption isotherms, and single gas permeation measurement. Furthermore, the gas separation properties of the CMS membranes were essentially affected by the pyrolysis temperature. As a result, the CMS membranes Prepared by Pyrolysis of polyimide containing carboxylic acid froups at $700^{\circ}C$ showed the $H_2$ permeability of 3,809 Baller [$1{\times}10^{-10}$ H $\textrm{cm}^$(STP)cm/$\textrm{cm}^2$.s.cmHg], $H_2$/$N_2$, selectivity of 46 and $H_2$/$CH_4$ selectivity of 130 while the CMS membranes derived from polyimide showed the H$_2$ permeability of 3,272 Barrer, $H_2$/$N_2$ selectivity of 136 and $H_2$/$CH_4$ selectivity of 177.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권8호
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• pp.2489-2493
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• 2012

A new fluorescent system (acridine/RTIL hybrid gel) confined in the 3D micro-structure of a poly(lactic acid) membrane were prepared from 1-butyl-3-methylimidazolium-based ionic liquids ([bmim]X (X = $SbF_6$, $NTf_2$, Cl); RTILs), poly(lactic acid) (PLA), and acridine via the sol-gel route. SEM images showed that, in the presence of [bmim]$SbF_6$ and [bmim]$NTf_2$, 3D-ly paticulated structures were created inside the PLA membranes and acridine/RTIL hybrid gels were confined in gabs of particulates. However, the use of [bmim]Cl induced the formation of a 3D-ly porous structure containing the hybrid gel of acridine/[bmimCl in the micropores. The three fluorescent systems exhibited different fluorescence behaviors (fluorescence maximum and intensity) depending on the C2-H acidity scale of the RTILs (or their anion type). Acridine gels hybridized with [bmim]$SbF_6$ and [bmim]$NTf_2$ showed blue fluorescence with relative high intensity, whereas the hybrid gel with [bmim]Cl exhibited almost no fluorescence under dry conditions. However, the acridine/[bmim]Cl hybrid system in the micro-porous PLA membrane started to emit fluorescent light under humid conditions and showed a possible response, indicating that it could be applied as a humidity sensor.

• Carbon letters
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• 제14권1호
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• pp.40-44
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• 2013

The bipolar plate is the most important and most costly component of proton exchange membrane fuel cells. The development of a suitable low density bipolar plate is scientifically and technically challenging due to the need to maintain high electrical conductivity and mechanical properties. Here, bipolar plates were developed from different particle sizes of natural and expanded graphite with phenolic resin as a polymeric matrix. It was observed that the particle size of the reinforcement significantly influences the mechanical and electrical properties of a composite bipolar plate. The composite bipolar plate based on expanded graphite gives the desired mechanical and electrical properties as per the US Department of Energy target, with a bulk density of 1.55 $g.cm^{-3}$ as compared to that of ~1.87 $g.cm^{-3}$ for a composite plate based on natural graphite (NG). Although the bulk density of the expanded-graphite-based composite plate is ~20% less than that of the NG-based plate, the I-V performance of the expanded graphite plate is superior to that of the NG plate as a consequence of the higher conductivity. The expanded graphite plate can thus be used as an electromagnetic interference shielding material.

• 멤브레인
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• 제9권3호
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• pp.141-150
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• 1999

비다공성막을 통한 기체 투광성분의 투과 transient와 투과 조성을 on-line 방식으로 측정할 수 있는 기체 투과장치를 개발하였다. 측정은 연속흐름방식으로 이루어지며 측정한 투과 transien로부터 여러 가지의 투과특성, 즉, 투과계수, 확산계수, 용해계수 등을 동시에 평가할 수 있다. 잘 알려진 유리상 고분자인 두 가지 폴리이드막과 고무상의 고분자인 실리콘막을 선택하여 여러 가지의 기체투과 특성들을 측정하여 문헌치와 비교함으로써 투과장치 및 측정방법에 대한 신뢰성, 정확성을 확인하였다. 또한 측정한 투과 transient를 분석함으로써 막을 통한 기체 투과거동을 좀더 자세하게 다양하게 분석할 수가 있다.

• 한국물환경학회지
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• 제21권4호
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• pp.353-359
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• 2005

This study was conducted to evaluate the operation characteristics with aeration time in intermittent aeration membrane bioreactor. The BOD removal efficiency rate of this process was over than 97% regardless of aeration on/off time. To get over than 82% of nitrogen removal efficiency rate, aeration off time needs more than 70 minutes in reactor. Specific denitrfication rate was 2.68 mg $NO_3-N/gMv/hr$ in 40/80 min aeration on/off time, was 2.6 times more than 60/60 min, and 1.4 times more than 50/70 min in 6,300 mg/L of MLSS concentration. Specific nitrification rate was 1.96 mg $NH_4-N/gMv/hr$ in 50/70 min, was 1.4 times more than 40/80 min, but it was effectded little upon nitrification. Microbial activity was effected little according to aeration on/off time, oxygen demend was reduced according to aeration off time increased and microbial concentration increased. The longer aeration off time become, the higher Extraceller Pollymeric Substance (EPS), 50/70 min and 40/80 min in aeration on/off time was increased 1.6 times and 2.7 times, respectively more than 60/60 min because of increase of operation pressure.