• 제목/요약/키워드: pore-filled

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Poly(ethylene glycol)methyl Ether Methacrylate를 이용한 세공충전 폴리스티렌계 음이온 교환막의 제조 및 전기화학적 특성 (The Preparation and Electrochemical Properties of Pore-filled and Polystyrene-based Anion-exchange Membranes Using Poly(ethylene glycol)methyl Ether Methacrylate)

  • 문혜진;최재학;홍영택;장봉준
    • 멤브레인
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    • 제25권6호
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    • pp.515-523
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    • 2015
  • 상업적으로 이용되는 폴리스티렌계 이온교환막은 제조 공정이 쉽고 간단하지만 막이 가지는 취성 때문에 내구성이 약하다는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위하여 친수성 그룹인 poly(ethylene glycol)을 곁사슬로 가지고 있는 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate를 공중합시켜 음이온 교환막을 합성하였다. 지지체로는 내화학성 및 기계적 강도가 우수한 다공성 PE 지지체를 사용하였고, 여기에 다양한 조성의 vinylbenzyl chloride, styrene, poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate, divinylbenzene, benzoyl peroxide를 녹인 단량체 용액을 지지체 기공에 채운 뒤 열중합 가교시켜 trimethylamine을 이용하여 음이온 교환기를 도입해 세공충전 음이온 교환막을 합성하였다. 또한 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate의 곁사슬 길이와 각 단량체가 차지하는 비율의 변화가 음이온 교환막의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 알아보았다.

고성능 역전기투석을 위한 세공충진 음이온교환막의 개발 (Development of Pore-Filled Anion-Exchange Membranes for High Performance Reverse Electrodialysis)

  • 김도형;송현비;윤경석;강문성
    • 멤브레인
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    • 제32권5호
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    • pp.336-347
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    • 2022
  • 역전기투석(reverse electrodialysis, RED)은 이온교환막을 격막으로 이용하여 해수와 담수의 농도차로부터 발전하는 유망한 친환경 재생에너지 기술 중 하나이다. 이온교환막은 RED의 성능을 좌우하는 핵심 구성요소로 낮은 전기적 저항, 높은 이온선택투과도, 우수한 내구성 및 저렴한 제조 비용 등의 요구조건을 만족시켜야 한다. 본 연구에서는 다양한 두께 및 기공율을 갖는 다공성 고분자 지지체를 이용하여 세공충진 음이온교환막을 제조하고 이온교환 고분자의 조성과 막 두께가 RED의 발전 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 이온교환막의 전기적 저항이 충분히 낮은 경우 RED 발전 성능은 주로 막의 apparent permselectivity에 의해 좌우됨을 확인할 수 있었다. 또한 막의 apparent permselectivity는 IEC, 가교도, 막 두께, 표면 개질 등을 통해 향상시킬 수 있으며 전기적 저항과의 trade off 관계를 고려하여 최적 조건을 찾아야 함을 확인하였다.

막 축전식 탈염 공정의 성능 향상을 위한 강화 이온교환막 (Reinforced Ion-exchange Membranes for Enhancing Membrane Capacitive Deionization)

  • 신민규;송현비;강문성
    • 멤브레인
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    • 제33권5호
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    • pp.257-268
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    • 2023
  • 막 축전식 탈염 공정(membrane capacitive deionization, MCDI)은 이온교환막을 다공성 전극과 함께 사용하여 탈염 효율을 향상시킬 수 있는 CDI 공정의 변형이다. 이온교환막은 MCDI의 성능에 큰 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 본 연구에서는 MCDI의 탈염 효율을 크게 향상시킬 수 있는 이온교환막의 최적 제조 인자를 도출하고자 하였다. 이를 위해 PE 다공성 필름의 세공에 단량체를 충진하고 in-situ 광중합을 진행하여 세공충진 이온교환막(pore-filled ion-exchange membranes, PFIEMs)을 제조하였다. 실험 결과, 제조된 PFIEMs은 다양한 탈염 및 에너지 변환 공정에 적용할 수 있는 수준의 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 또한, MCDI 성능과 막 특성 인자와의 상관성 분석을 통해 막의 가교도를 제어하여 막의 전기적 저항이 충분히 낮은 범위에서 이온 선택 투과성을 최대화하는 것이 MCDI의 성능 향상을 위해 가장 바람직한 막제조 조건이라는 결론을 얻었다.

흡착질의 증기압이 흡착에 미치는 영향 (Effect of Vapor Pressure of Adsorbate on Adsorption Phenomena)

  • 김상원;권준호;강정화;송승구
    • 한국환경과학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.67-75
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    • 2008
  • Adsorption process is largely influenced by pore structures of adsorbents and physical properties of adsorbates and adsorbents. The previous studies of this laboratory was focused on the role of pore structures of adsorbents. And we found some pores of adsorbates which have larger pore diameters than the diameter of adsorbate are filled with easily. In this study the effects of physical and chemical properties of adsorbates and adsorbents, such as pore size distribution, vapor pressure on adsorption were investigated more thoroughly at the concentration of adsorbate of 1000 ppm. The adsorption in the pore ranges of $2{\sim}4$ times of adsorbates's diameter could be explained by space filling concept. But there was some condensation phenomena at larger pore ranges. The errors between the adsorbed amount of non-polar adsorbates and the calculated amounts by considering factors were found to be 44.46%, positively, and -142%, negatively. When vapor pressure is considered, the errors between the adsorbed amount of non-polar adsorbates and the calculated amounts were in the range of $1.69%{\sim}32.25%$ positively, and negatively $-1.08%{\sim}-63.10%$.

미세다공성 세라믹 막에서의 가공응축기구에 의한 휘발성 유기화합물의 분리 (Pore Condensation-Based Separation of VOCs by a Microporous Ceramic Membrane)

  • Cha, Jun-Seok
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제12권E호
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    • pp.19-28
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    • 1996
  • A pore concensation-based separation technique was studied experimentally using toluene and xylene in a nitrogen stream. The removal rate of toluene and xylene on a microporous ceramic membrane was enhanced by increasing the partial pressure difference across the membrane, but the selectivity was reduced with increasing flux of nitrogen. This was found both in vacuum and pressure modes of operation. The experimental results from this study suggest that the pores mear the inlet portion of the module were filled with the organic solvent while the pores near the exit section of the module were slightly opened as the solvent concentration was depleted along the module. In the case of xylene, the rate of N$_{2}$ permeation was reduced considerably relative to toluene, resulting in a much higher separation gactor. Condensibility of xylene appeared to be higher than that of toluene, the potential for pore condensation-based separation of xylene was also found to be higher than that for toluene.

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STUDIES FOR THE CHARACTER OF THE POROUS SILICA CONTAINING THE NANO-SIZED TIO$_2$, PARTICLE IN THE PORE.

  • Jhun, Hyun-pyo;Kong, Woo-sik;Lee, Kyoung-chul
    • 대한화장품학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.59-64
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    • 1998
  • In order to lower porosity of the porous silica, titanium alkoxide solution was filled in the pore of silica in the heating-vacuum condition. The specific surface area of modified samples was decreased effectively from 900 m$^2$/g to 100 m$^2$/g. (The aggregation phenomena in modified samples were improved fairly.) Samples were heated at 600 , and then the titanium alkoxide in the pore was decomposed completely to titanium oxide from TGA-DTA measurement. From SEM result, it was evident that titanium oxide did not coat the surface of the silica. The modified samples were analyzed using SEM, DTA-TGA, BET, and UV-visible spectrometer.

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세공충진 이온교환막의 개발 및 응용 (Development and Applications of Pore-filled Ion-exchange Membranes)

  • 김도형;강문성
    • 멤브레인
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    • 제28권5호
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    • pp.307-319
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    • 2018
  • 이온교환막은 고정 전하기를 가지고 있어 반대 극성의 이온만 선택적으로 수송할 수 있는 분리막이다. 최근 이온교환막을 핵심부품으로 사용하는 탈염 공정 및 에너지 변환 공정의 중요도가 증가함에 따라 이온교환막에 대한 관심도 점차 높아지고 있다. 이온교환막은 상기 공정의 효율을 결정하기 때문에 막의 분리 성능 및 내구성을 향상시켜야 하며 또한 이온교환막 공정의 확대 적용을 가로막는 걸림돌이 되고 있는 비싼 막 가격도 낮춰야 한다. 따라서 고성능 저가 이온교환막의 개발이 시급한 과제라고 할 수 있다. 이온교환막의 다양한 형태 중 다공성 고분자 기재에 이오노머(ionomer)를 충진 시켜 제조되는 세공충진막은 균질막과 불균질막의 중간적인 형태이다. 저렴한 지지체의 사용과 원료 사용량의 감소로 인해 불균질막처럼 제조 단가가 저렴하며 동시에 균질막에 가까운 우수한 전기화학적 특성을 나타낸다. 본 총설에서는 최근 고성능 저가 이온교환막 기술로 주목 받고 있는 세공충진 이온교환막의 주요 연구개발 동향을 응용 분야별로 구분하여 정리 보고하였다.

New 3D failure analysis of water-filled karst cave beneath deep tunnel

  • Zhang, R.;Yang, X.L.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제18권1호
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    • pp.1-9
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    • 2019
  • In this study, both 2D and 3D failure shapes of rock mass above the water-filled cavity are put forward when the surrounding rock mass cannot bear the pressure caused by the water-filled cavity. Based on the analytical expressions derived by kinematic approach, the profiles of active and passive failure patterns are plotted. The sensitivity analysis is conducted to explore the influences of different rock parameters on the failure profiles. During the excavation of the deep tunnels above the karst cavity, the water table always changes because of progressive failure of cavity roof. Therefore, it is meaningful to discuss the effects of varying water level on the failure patterns of horizontal rock layers. The changing laws of the scope of the failure pattern obtained in this work show good consistency with the fact, which could be used to provide a guide in engineering.

다공성매질을 삽입한 수평채널의 열전달 및 압력강하 특성 (Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of a Horizontal Channel Filled with Porous Media)

  • 손영석;신지영;조영일
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권2호
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    • pp.244-251
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    • 2009
  • Porous media have especially large surface area per volume, which contain complex fluid passage. If porous media can be applied to cool a CPU or an electronic device with large heat dissipation, it could result in heat transfer enhancement due to the enlargement of the heat transfer area and the flow disturbance. This study is aimed to identify the heat transfer and pressure drop characteristics of high-porosity metal foams in a horizontal channel. Experiment is performed with the various heat flux, velocity and pore density conditions. Permeabilities, which is deduced from Non-Darcy flow model, become lower with increasing pore density. Nusselt number also decreases with higher pore density. High pore density with same porosity case shows higher pressure loss due to the increase of surface area per unit volume. The fiction factor decreases rapidly with increase of Reynolds number in Darcy flow region. However, it converges to a constant value of the Ergun coefficient in Non-Darcy flow region.

깁사이트를 원료로 한 고온촉매용 담체의 제조 II, 비정질 알루미나의 담체 전구체로서의 특성 (Preparation of High-Temperature catalytic Support from Gibbsite II. Properties of Amophous Alumina as Precursor of Catalyst Support)

  • 김성연;김연식
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.92-100
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    • 1996
  • Amorphous alumina(AA) the precursor of ${\gamma}$-alumina for catalyst support was made in the newly designed ball filled heating column. Some properties of AA as precursor were investigated. In observation of microstruc-ture and pore structure of AA and its derivatives scanning electronic microscope(SEM) and transmission electronic microscope(TEM) were used. It was found that the width of one particle in AA was 45~60$\AA$ and the average distance among the particles ranged 9~12 $\AA$ which suggested a micropore structure. When AA was reacted with water the shape of the surface was found to be altered and acicular bioehmite was formed inside AA which contributed inproved formability. Pore distribution was evaluated for the three samples of AA ground and granulated lump and La2O3 coated alumina. Acid sites were quantitatively determined by ammonia TPD method and the effect of impurity of Na on acid sites was discussed. Water adsorption capacity was evaluated in terms of a desiccant.

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