• Membrane and Water Treatment
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• 제3권1호
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• pp.35-49
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• 2012

In membrane processes, various agents are used to enhance, protect, and recover membrane performance. Applying these agents in membrane modification could potentially be considered as a simple method to improve membrane performance without additional process. Citric acid (CI) and sodium bisulfite (SB) are two chemicals that are widely used in membrane feed water pretreatment and cleaning processes. In this work, preadsorptions of CI and SB were developed as simple methods for polysulfone ultrafiltration membrane modification. It was found that hydrogen bonding and Van Der Waals attraction could be responsible for the adsorptions of CI and SB onto membranes, respectively. After modification with CI or SB, the membrane surfaces became more hydrophilic. Membrane permeability improved when modified by SB while decreased a little when modified by CI. The modified membranes had an increase in PEG and BSA rejections and better antifouling properties with higher flux recovery ratios during filtration of a complex pharmaceutical wastewater. Moreover, membrane chlorine tolerance was elevated after modification with either agent, as shown by the mechanical property measurements.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권1호
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• pp.27-42
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• 2015

In this study, poly (phenylene oxide) (PPO) and poysulfone (PSf) were sulfonated and aminated respectively. Both sulfonated poly (phenylene oxide) (SPPO) and aminated polysulfone (APSf) were characterized via the measurement of FT-IR, swelling degree, ion exchange capacity (IEC), and ion conductivity. Then the surfaces of these membranes were modified by surface fluorination using 2000 ppm $F_2$ gas against $N_2$ gas for 1 h at room temperature. The surface fluorinated SPPO and APSf membranes were characterized again to determine any differences between the pristine and fluorinated membranes. In total, 3 types of bi-polar membranes were prepared by varying the IEC of the APSf and having a fixed value for the IEC of the SPPO. The hypochlorite concentration generated by using the surface fluorinated membranes was dependent on the IEC of the APSf and ranged from 683 to 826 ppm, while there was a considerable improvement in the durability of the surface fluorinated membranes as they remained intact even after operating for 4 h.

• Macromolecular Research
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• 제14권3호
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• pp.331-337
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• 2006

In the present study we investigated the relationship between the morphology and mechanical properties of electrospun polysulfone (PSF)/polyurethane (PU) blend nonwovens, by using the electrospinning process to prepare three types of electrospun nonwovens: PSF, PU and PSF/PU blends. The viscosity, conductivity and surface tension of the polymer solutions, were measured by rheometer, electrical conductivity meter and tensiometer, respectively. The electrospun PSF/PU blend nonwovens were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and with a universal testing machine. The SEM results revealed that the electrospun PSF nonwoven had a structure consisting of cross-bonding between fibers, whereas the electrospun PU nonwoven showed a typical, point-bonding structure. In the electrospun PSF/PU blend nonwovens, the exact nature of the point-bonding structure depended on the PU contents. The mechanical properties of the electrospun PSF/PU blend nonwoven were affected by the structure or the morphology. With increasing PU content, the mechanical behaviors, such as Young's modulus, yield stress, tensile strength and strain, of the electrospun PSF/PU blend nonwovens were by up to 80%.

• Environmental Engineering Research
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• 제18권1호
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• pp.45-53
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• 2013

Biocarrier beads with dead biomass, Bacillus drentensis, immobilized in polymer polysulfone were synthesized to remove heavy metals from wastewater. To identify the sorption mechanisms and theoretical nature of underlying processes, a series of batch experiments were carried out to quantify the biosorption of Pb(II) and Cu(II) by the biocarrier beads. The parameters obtained from the thermodynamic analysis revealed that the biosorption of Pb(II) and Cu(II) by biomass immobilized in biocarrier beads was a spontaneous, irreversible, and physically-occurring adsorption phenomenon. Comparing batch experimental data to various adsorption isotherms confirmed that Koble-Corrigan and Langmuir isotherms well represented the biosorption equilibrium and the system likely occurred through monolayer sorption onto a homogeneous surface. The maximum adsorption capacities of the biocarrier beads for Pb(II) and Cu(II) were calculated as 0.3332 and 0.5598 mg/g, respectively. For the entire biosorption process, pseudo-second-order and Ritchie second-order kinetic models were observed to provide better descriptions for the biosorption kinetic data. Application of the intra-particle diffusion model showed that the intraparticle diffusion was not the rate-limiting step for the biosorption phenomena. Overall, the dead biomass immobilized in polysulfone biocarrier beads effectively removed metal ions and could be applied as a biosorbent in wastewater treatment.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권2호
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• pp.105-113
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• 2018

Maillard reaction products like melanoidins present in industrial fermentation wastewaters are complex compounds with various functional properties. In this work, novel ultrafiltration (UF) mixed matrix membrane (MMM) composed of polysulfone (PSF) and nanocomposites was prepared through a phase inversion process for the recovery of melanoidins. Nanocomposites were prepared with acid functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) as the reinforcing filler for chitosan-thermoplastic starch blend. Higher nanocomposites content in the PSF matrix reduced the membrane permeability and melanoidins retention indicating tighter membrane with surface defects. The membrane surface defects could be sealed with dilute polyvinyl alcohol (PVA) solution. The best performing membrane (1% nanocomposites in 18% PSF membrane sealed with 0.25% PVA coating) resulted in uniform melanoidins retention of 98% and permeability of 3.6 L/m2 h bar over a period of 8h. This demonstrates a low fouling PSF membrane for high melanoidins recovery.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권4호
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• pp.191-199
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• 2022

In industrial production, the development of traditional polyamide nanofiltration (NF) membrane was limited due to its poor oxidation resistance, complex preparation process and high cost. In this study, a composite NF membrane with high flux, high separation performance, high oxidation resistance and simple process preparation was prepared by the method of dilute solution dip coating. And the sulfonated polysulfone was used for dip coating. The results indicated that the concentration of glycerin, the pore size of the based membrane, the composition of the coating solution, and the post-treatment process had important effects on the structure and performance of the composite NF membrane. The composite NF membrane prepared without glycerol protecting based membrane had a low flux, when the concentration of glycerin increased from 5% to 15%, the pure water flux of the composite NF membrane increased from 46.4 LMH to 108.2 LMH, and the salt rejection rate did not change much. By optimizing the coating system, the rejection rate of Na₂SO₄ and PEG1000 was higher than 90%, the pure water flux was higher than 40 LMH (60psi), and it can withstand 20,000 ppm.h NaClO solution cleaning. When the post treatment processes was adjusted, the salt rejection rate of NaCl solution (250 ppm) reached 45.5%, and the flux reached 62.2 LMH.

• 멤브레인
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• 제12권2호
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• pp.97-106
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• 2002

Polysulfone (PSf/NMP/alcohol 용액과 chlorinated poly(vinyl chloride) (CPVC)/THF/Alcohol 용액에 대한 광산란 패턴을 SALS (Small angle light scattering)와 FE-SEM (field emission scanning electron microscope)을 이용하여 조사하였다. PSf 용액에서는 시간에 따라 q값의 최대 산란 강도를 보이는 광산란 거동을 나타내어 스피노달 (SD) 상분리 거동을 나타내는 반면, CPVC 용액에서는 q값이 증가함에 따라 광산란 강도가 줄어드는 핵성장 (NG) 거동을 나타냈다. 각 고분자 용액에서 상분리 중반과 후반부에서 비용매 첨가제로 사용된 알코올의 탄소수가 증가할수록 농도분극의 증가율은 줄어들었다. 또한, SD에서의 초반부의 시간에 따른 산란 강도는 비용매 첨가제의 종류에 무관하게 Cahn의 건형 이론에 잘 부합되었다. 또한, SALS 장치로 얻어진 기공크기와 전자현미경으로 얻어진 영역 크기는 상호간에 비교되었다. 20PSf/70NMP/10n-butano1 (w/w%) 용액에 대한 산란 패턴은 초기 상분리 거동에서부터 후기 거동까지 매우 선명하게 관측되었고, 초반, 중반, 그리고 후반부에 대한 SD에 대한 이론적 결과와 잘 일치하였다. 최고의 산란강도를 나타낸 각도의 크기는 n-butanol>n-propanol>methanol>no alcohol 순으로 관찰되었으며, 이 순서로 최종 형성된 막 단면의 기공 크기가 감소되는 것으로 조사되었다.

• 멤브레인
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• 제24권6호
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• pp.453-462
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• 2014

폴리에스터(polyester) 부직포 상에 폴리술폰(polysulfone) 고분자 지지체를 만든 후, 그 표면에 폴리아미드 복합 박막을 형성시킴으로써 정삼투(FO) 공정에 적합한 분리막을 제조하였다. PSF 지지체는 19 중량%의 함량으로 디메틸 포름아미드(DMF)에 균일하게 용해된 폴리술폰 용액을 상 전이 공정을 통하여 제조되었으며, 기계적 보강재로 $100{\mu}m$의 두께를 가지는 폴리에스터 부직포를 사용하였다. 19 중량%의 PSF/DMF 용액으로 제조된 PSF 지지층은 sponge-like구조를 가지는 비대칭 내부 구조를 나타내었다. 정삼투(FO) 공정에서 내부의 농도 분극을 줄이기 위하여, $20{\mu}m$의 얇은 부직포 보강층을 가지는 지지체 상에 9~19 중량%의 PSF/DMF 용액으로 PSF 지지체를 제조하였다. 이들 얇은 부직포 보강층에서 제조된 지지층들은 공극률이 향상된 sponge-like구조를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 각각의 지지층들 표면에 방향족 폴리아미드 가교 반응을 통하여 복합 박막을 얻을 수 있었다. FO 운전 결과, 12 중량%의 DMF/PSF 용액으로 제조한 지지체를 가지는 복합 박막이 가장 우수한 투과 성능을 보여 주었다. 이 경우 4.5 LMH의 유량과 3.47 GMH의 염의 역확산 속도를 가지는 역삼투 분리막에 사용되는 두꺼운 부직포에 비해 약 2.5배 유량이 많은 24.3 LMH의 유량과 1.5 GMH의 염의 역확산 속도를 보여주고 있다. 부직포의 두께 저하와 이에 적합한 PSF 캐스팅 용액의 최적화를 통하여 부직포와 PSF층의 경계면 공극률을 향상시킬 수 있었다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.277-285
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• 2011

상전환법을 이용하여 폴리설폰, n-메틸피롤리돈과 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 제막용액으로부터 고분자 분리막이 제조되었다. 폴리비닐피롤리돈은 폴리설폰에 대한 고분자 첨가제로서 제막용액에 첨가되었으며, 침지용 비용매로는 물이 사용되었다. 첨가된 폴리비닐피롤리돈은 제막용액의 열역학적 상분리를 촉진하는 역할을 할 수 있음을 보였으며, 유동성을 급격히 감소시키는 특성을 보였다. 제조된 막들은 전형적인 비대칭성 구조를 보이며, 첨가제 없는 경우와 비교하였을 때 폴리비닐피롤리돈 함량이 5 wt%가 첨가된 경우 모두 손가락 기공이 약간 더 크게 나타났으며, 10 wt% 이상에서 손가락 기공의 크기가 줄고 표면 고분자 알갱이층의 두께가 뚜렷하게 증가하는 것으로 나타났다. 동일한 폴리비닐피롤리돈 함량에서는 폴리설폰의 함량이 높을수록 손가락 기공의 형성이 시작되는 곳이 표면으로부터 멀리 떨어지는 것으로 나타났다. 표면기공도는 고분자 첨가제를 포함하지 않고 제조된 막의 경우 폴리설폰 함량이 낮을수록 기공도가 크게 나타났다. 폴리설폰 함량이 같을 때 물투과도는 폴리비닐피롤리돈의 함량 증가에 따라 선형으로 변하지 않고 변곡특성을 보였다. 폴리설폰 함량 12 wt%에서 최대 물투과도는 폴리비닐피롤리돈 5 wt%이었을 때 나타났으나, 폴리설폰 함량이 18 wt%이었을 때 최대 투과도는 폴리비닐피롤리돈 함량이 15 wt%일 때 나타났다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.36-37
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• 1996

폴리술폰을 이용한 분리막의 제조에 있어서 용매 및 조성의 변화에 따른 상도의 작성은 매우 큰 정보를 제공한다. 즉 상도를 통해서 상분리 현상을 예측할 수 있게 되어서 막의 미세구조를 조절할 수 있게 되고, 막의 미세구조를 조절함으로써 투과 분리 특성을 향상시킬 수 있게 된다. 본 실험에서 사용된 고분자는 폴리술폰(Udel P-3500)이며, 용매로는 NMP와 THF를 사용하였다. 실험적으로 흐림점을 측정하여 binodal line을 얻었으며 문헌값, 계산값, 실험값 등을 통한 interaction parameter 값들로 부터 binodal line과 spinodal line을 구하여 실험값과 비교 하였다.