• 대한환경공학회지
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• 제36권2호
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• pp.147-152
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• 2014

본 연구에서는 폴리설폰 중공사막을 이용하여 화석연료 연소에서 배출되는 온실가스 중 $CO_2$의 회수에 관한 연구를 실시하였다. 고농도의 $CO_2$를 회수하기 위한 막분리 공정에 대한 선행연구이다. 혼합가스 분리거동 관찰을 위하여 이산화탄소가 10% 함유된 배기가스를 사용하였다. 압력, 온도, 주입가스 조성, 다단 막 변화를 주어 스테이지 컷에 따른 분리 성능을 조사하였다. 압력과 온도가 증가 할수록 투과측에 $CO_2$ 농도와 회수율이 증가하였다. 주입 가스 조성 변화 시 $CO_2$의 함량이 높을 경우 회수율 및 분리 효율이 높아졌다. 3단 분리막 시스템을 이용시 $CO_2$ 농도 95% 이상, 회수율 90% 이상 보였으며 1단 분리막 보다 분리율이 향상되었다.

• Korean Membrane Journal
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• 제4권1호
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• pp.20-24
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• 2002

The surface of polysulfone membranes has been modified using the fluorine chemicals, ITFE (2-iodo-1,1,1-trifluoro-ethane F.W.=209.94) and PFPI (1H,1H-pentafluoro-n-propyl iodide F.W.=259.95), and PFI (1H,1H,2H,2H-perfluorohexyl iodide, F.W.=373.99) based on Friedel-Crafts reaction mechanism with varying reaction temperatures, reaction time, and catalysis types. The resulting membranes were characterized through mainly the contact angle measurement and pure water permeability. The smaller reactant shows the larger contact angles. FeBr$_3$ catalyst is more effective than AlCl$_3$. Typically, the PS film treated with ITFE at $25^{\circ}C$ under FeBr$_3$ catalyst showed the contact angle 78.5$^{\circ}C$ which indicated 10% over the value of unreacted PS films. More than 50% of pure water flux 8.0 g/$m^2$hr, reduced at reaction time 10 min relative to the original flux, 3.49 g/$m^2$hr.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.247-254
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• 2002

직접메탄올연료전지에 사용가능한 이온교환막을 개발하기 위하여 본 연구에서는 폴리설폰을 설폰화시켜 양이온교환막을 제조하였고 그에 대한 특성을 $150^{\circ}C$에서 열처리 전과 후를 통해 메탄을 투과도, 이온전도도, 이온교환용량 그리고 함수율 등에 대하여 평가하였다. 폴리설폰 고분자의 단량체와 설폰화제의 몰비가 1.4일 때 메탄올 투과도는 $2.87{\times}10^{-7} \;cm^2/s$(열처리 안함), $1.52{\times}10^{-7}\; cm^2/s$(열처리함)과 이온전도도는 1.10{\times}10^{-2}\; S/cm$ (열처리안함), 0.87{\times}10^{-2}\; S/cm$(열처리함)을 각각 보여 주었다. 그 이후의 몰비에서는 거의 증가하지 않았으며, 이러한 경향은 함수율과 이온교환용량에서도 같은 경향을 보여주었다.

• 멤브레인
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• 제10권2호
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• pp.66-74
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• 2000

In consideration that a high tensile strength and ion exchange capacity are maintained as the swelling of membrane is controlled by the coagulation of PSf with the introduction of ion exchange groups and PPSS without the introduction of ion exchange groups, the block copolymer of PSf and PPSS were synthesized. The cation exchange membrane was prepared by sulfonation with CSA and casted. The synthesized block copolymer and cation exchange membrane were characterized by FT-IR and their thermal stability was confirmed by TGA. The optimum sulfonation could be accomplished at a mole ratio of BPSf to CSA 1:3. The best electrochemical properties obtained by the optimal condition were area resistance of 4.37 $\Omega$ㆍ$\textrm{cm}^2$, ion exchange capacity of 1.71 meq/g dry membrane, water content of 0.2941 g $H_2O$/g dry membrane, and fixed ion concentration of 5.81 meq/g $H_2O$. When GBL was used as an additive, area resistance was increased by 13.7 % and ion exchange capacity was increased by 14.6%. When the membrane was fabricated in a form of composite using non woven cloth as a support. the tensile strength of membrane could be improved, but the electrochemical characteristics were not influenced.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권3호
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• pp.173-187
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• 2015

The goal of present work is the preparation of a novel positively charged nanofiltration (NF) membrane and its development for the cation removal of aqueous solutions. This NF membrane was fabricated by the surface modification of polysulfone (PSf) ultrafiltration support. The active top-layer was formed by interfacial cross-linking polymerization of poly(ethyleneimine) (PEI) with p-xylylene dichloride (XDC) and then quaternized with methyl iodide to form a perpetually positively charged layer. In order to improve the efficiency of nanofiltration membrane, the concentration of PEI, XDC and methyl iodide solutions, PEI coating and cross-linking time have been optimized. As a result, a high water flux and high $CaCl_2$ rejection (1,000 ppm) was obtained for the composite membrane with values of $18.29L/m^2.h$ and 93.62% at 4 bar and $25^{\circ}C$, respectively. The rejections of NF membrane for different salt solutions followed the order of $Na_2SO_4$ < $MgSO_4$ < NaCl < $CaCl_2$. Molecular weight of cut off (MWCO) was calculated via retaining of PEG solutions with different molecular weights that finally, it revealed the Stokes and hydrodynamic radius of 1.457 and 2.507 nm on the membrane selective layer, respectively. The most efficient positively charged nanofiltration membrane exhibited a $Ni^{2+}$ rejection of 96.26% for industrial wastewater from Shamse Hadaf Co. (Kashan, Iran).

• 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.45-53
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• 2015

The objective of this study is to develop a gas pro-treatment system for DME synthesis, wherein this system separates $CO_2$ from Flaring gas as Membrane, in order to save raw material ($CH_4$) cost of DME. In this study, hollow fiber membrane is developed, which is able to separate high-pressure gas, supported by polysulfone and coated with amorphous fluorinated polymer. Throughout the evaluation of the membrane's separation characteristics, the membrane is applied to this system. The membrane is designed by 2 stages for over 90% removal rate of $CO_2$ and over 90% recovery rate of $CH_4$. The bench scale of pro-treatment system is developed as $25Nm^3/hr$.

• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.140-149
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• 2022

본 연구에서는 폴리술폰 분리막을 이용한 바이오가스 정제 공정으로 고선택성 소재를 이용한 2단 공정의 높은 회수율 및 경제성과 동등한 수준의 회수율을 확보하기 위해 저온 고압의 분리막 공정을 설계하고 평가하였다. 폴리술폰 고분자를 4성분계 도프를 이용하여 비용매 유도 상전이법으로 중공사 분리막을 제조하였다. 기체 분리용 중공사 분리막은 1.6 m²의 유효 막면적을 갖는 샘플을 제조하여 상온 및 저온에서 기체 투과 특성을 평가하였다. 제조된 기체분리막 모듈의 온도에 따른 기체 투과 특성을 분석하기 위하여 온도별 단일 기체 투과도를 평가한 결과 이산화탄소와 메탄 투과도는 20℃에서 각각 412, 12.7 GPU이며, -20℃에서는 각각 280, 3.6 GPU로써 이상 선택도는 32.4에서 77.8로 향상되었다. 단일 기체 투과 테스트 후 혼합 기체에 대한 분리 테스트를 진행하였으며, 모듈 1단 구성 및 2단 구성(막 면적비 1:1, 1:2, 1:3)을 통하여 투과 거동을 살펴보았다. 1단 구성에서는 stage-cut이 상승함에 따라 메탄의 농도가 상승하지만, 반대로 회수율은 떨어지는 결과를 나타내었다. 2단 구성 테스트에서는 메탄 농도 97% 기준에서 막 면적비 1:1보다 1:3이 메탄의 회수율이 더 높게 측정되었으며, 공급 기체의 온도가 낮을수록 메탄의 회수율이 높아짐을 확인하였고, 최종적으로 폴리술폰 2단 공정에서 메탄 농도 97%, 회수율 97%의 결과를 달성하였다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.352-361
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• 2023

청정 연료인 수소를 생산하기 위해 현재 가장 널리 사용되는 기술인 증기 개질이다. 이 방법으로 생산된 수소는 일산화탄소와 같은 불순물을 함유하고 있어, 이를 연료전지와 같은 응용분야에 사용하기 위해서는 적절한 정제 과정을 반드시 거쳐야 한다. 최근 효과적인 정제 방법으로 분리막 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 수소와 일산화탄소 혼합가스에서 수소 분리 및 회수를 위해 바이오가스 고질화용(biogas upgrading) 상용 폴리설폰(polysulfone) 고분자막의 활용 가능성에 대해서 평가하였다. 먼저, 사용한 상용막의 물리화학적 특성에 대해서 평가하였고, H₂/CO를 이용하여 stage-cut, 운전압력과 같은 다양한 조건에서의 상용막 모듈의 성능 평가를 진행하였다. 마지막으로, 평가 결과를 바탕으로 공정설계를 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서의 상용 분리막 공정의 최대 H₂ 투과도와 H₂/CO 분리계수는 각각 361 GPU와 20.6을 기록하였다. 또한, CO 제거 효율은 최대 94%를 나타내었으며, 생산 수소 농도는 최대 99.1%를 달성하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.51-52
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• 1996

폴리이미드는 비대칭 고분자막의 소재로 실용되고 있는 polysulfone과 함께 열적, 화학적 안정성 및 기계적특성이 우수하여 기체분리에 적합한 막소재로 주목되고 있다. 본 연구에서는 상용의 polyimide solution과 polyehterimide resin을 이용하여 asymmetric polymer membrane을 평막 및 중공사막으로 제조하여 제조조건 변화에 따른 막구조및 투과특성을 평가하였다.