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흡착전압과 코팅된 이온교환막 두께가 막 결합형 축전식 탈염공정에서 흡착성능에 미치는 영향
윤원섭(Won Seob Yun),임솔빈(Sol Bin Lim),임지원(Ji Won Rhim) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.6
탄소 전극 위에 코팅된 이온교환막 층의 두께가 막 결합형 축전식 탈염 공정에서 흡착성능에 어떠한 영향을 끼치는지 최대흡착에 걸리는 시간과 탈착 시 배출수 농도에 관하여 연구하였다. 이온교환막의 두께는 8 wt% 이온교환고분자 용액의 코팅횟수를 1, 2, 3회로 달리하였을 때, 이온교환막의 두께가 증가됨에 따라 막을 통과하는 이온들의 움직임이 원활하지 않아 탄소전극에 충분히 흡착되지 못하여 배출수 농도의 최소점이 높아졌다. 최대 흡착 시까지 걸리는 시간이 1회 코팅에서 80분, 그리고 2, 3회 코팅에서 각각 174분, 242분으로 증가되었다. 코팅 두께에 따른 최대 흡착 시까지 걸리는 시간이 선형으로 나타났다. The effects of the thickness of the ion exchange layers on carbon electrodes have been studied on the adsorption performance through the operating time to the maximum adsorption and effluent concentrations at the desorption in the membrane capacitive deionized processes. The thicknesses of the ion exchange layers were adjusted with the number of times from 1, 2, and 3 times using 8 wt% of ion exchange polymer solutions. As the thickness of the ion exchange layers on carbon electrodes increased, the minimum concentrations of the effluents increased since the adsorption was not satisfactorily carried out due to the limited movements of ions in feed within the coating layers. The times to the maximum adsorptions were 80 min for one time coating and 174 and 242 min for two, three times coatings, respectively. It was interesting that the linear relationship was found between the thickness of the coating layers and the times to the maximum adsorption.
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막 결합형 축전식 탈염공정을 이용한 수용액 중 방사성 이온의 제거 연구
윤원섭(Won Seob Yun),임지원(Ji Won Rhim) 한국고분자학회 2017 폴리머 Vol.41 No.4
본 연구에서는 이온교환막의 소재로서 술폰기가 함유된 폴리이서이서케톤(SPEEK)과 아민기가 함유된 폴리설폰(APSf)을 합성하였다. 합성한 이온교환고분자는 탄소전극에 코팅하여 복합 탄소전극을 제조하였으며 방사성 이온이 포함된 CsNO₃과 Sr(NO₃)₂ 수용액에 대하여 축전식 탈염 기술에서의 적용성을 평가하고자 하였다. 운전조건으로는 흡착 시간 및 전압, 탈착 전압, 공급액의 농도 및 유속에 대하여 제염 효율을 평가하였다. 15 mL/min의 유속에서 1가 이온이 포함된 CsNO₃ 20 mg/L을 공급액으로 하며 1.5 V로 3분간 흡착시키고, -0.1 V로 1분 탈착시켰을 때 98.5%의 제염 효율을 보였다. 동일한 조건에서 2가 이온이 포함된 Sr(NO3)2 20 mg/L 공급액의 경우 94%의 제염 효율을 나타내었다. In this study, sulfonated poly(ether ether ketone) and aminated polysulfone as ion exchange materials were synthesized. The composite carbon electrodes coated with ion exchange polymers onto carbon electrodes were prepared and then the applicability of the membrane capacitive deionization (MCDI) was evaluated for the solution containing CsNO₃ and Sr(NO₃)₂ of radioactive ions in water. The absorption time and voltages, desorption time and voltages, feed concentration and flow rate as the operating conditions were investigated in terms of the decontamination efficiency. The decontamination efficiency, 98.5%, was obtained for the feed concentration, CsNO₃ 20 mg/L containing monovalent ion at 1.5 V and 3 min for adsorption voltage and time, and -0.1 V and 1 min for desorption voltage and time. At the same operating conditions, the decontamination efficiency, 94.8%, was achieved for Sr(NO₃)₂ 20 mg/L solution as the bivalent ion.
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