적조생물의 구제 -1. IOSP에 의한 적조생물의 응집제거-

김성재,조규대,KIM Sung-Jae,CHO Kyu-Dae 한국수산과학회 2000 한국수산과학회지 Vol.33 No.5

IOSP를 이용하여 적조생물입자에 대한 응집실험을 한 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용한 IOSP의 평균 지름은 $11.6{\mu}m$이고, 약$ 77{\%}$의 입자가 $5.0{\~}20.0{\mu}$의 범위에 속하며 변동계수는 $60.1{\%}$이었다. IOSP의 금속성분을 분석한 결과는 $98{\%}$가 칼슘으로서 생석회(CaO)와 같은 성분이었다. IOSP의 전자현미경 사진을 분석한 결과 표면이 매끈한 부정형의 입자로 되어 있었다. IOSP에 해수를 첨가하면 해수중의 $Mg^(+2)$ 이온과 급속하게 반응하여 입자의 표면 주위에 점질성의 $Mg(OH)_2$ 흡수층 (absorption layer)을 형성하여 응집 침전하고 해수의 pH를 10.0 정도까지 상승시켰다. IOSP는 $pH=6.2{\~}12.7$에서 $11.1{\~}50.1 mV$로서 IOSP의 입자가 완전히 용해될 때까지 positive zeta potential을 나타낸 반면 OSP는 pH=9.2, 11.9에서 각각 -42.5, -56.9mV로서 negative zeta potential을 나타내었다. $pNa=2.0{\~}4.0 (10^(-4){\~}10^(-2)M Na^+)$에서 IOSP, OSP의 zeta potential은 거의 일정한 값을 나타내었으나 $pNa=0.0 (1 M Na^+)$에서는 IOSP의 EDL이 매우 크게 압축되어 zeta potential은 거의 0.0mV를 나타내었고 OSP는 -25.4mV의 여전히 높은 negative zeta potential을 나타내었다. IOSP는 $Mg^(+2)$ 이온의 농도가 증가함에 따라 positive zeta potential이 증가하다가 $pMg=3.0 (10^(-3)M Mg^(+2))$에서 감소하는 결과를 나타내었다. 해수 중에서 IOSP는 4.8mV의 positive zeta potential을 나타내었고, OSP와 RTO는 각각 -30.7mV, -9.2mV의 negative zeta potential을 나타내었다. 해수중에서 IOSP의 $Mg(OH)_2$ 흡수층과 적조생물입자 사이에는 positive-negative EDL 반응이 일어나서 이들 둘 사이에는 항상 전기동력학적 인력이 작용하고, 동시에 $Mg(OH)_2$ 흡수층에 의한 전하중화로 인하여 입자 상호간의 응집반응은 극단적 인력이 작용하는 primary minimum에서 일어나고, DLVO 이론에 따라 응집반응은 비가역적아며 매우 신속하게 일어났다. 적조생물입자의 응집제거 효율은 IOSP의 농도 50mg/l까지 급격한 증가를 보이다가 IOSP의 농도가 계속 증가함에 따라서 점점 완만한 증가를 나타내었다. 즉 IOSP의 농도가 증가함에 따라서 지수함수적으로 증가하였다 ($Y=53.81{\times}X^(0.1); R^2=0.9868$).응집 침전은 IOSP 400mg/l 이상에서 거의 완전히 일어났다. IOSP $100mg/l$을 사용하고 G-value를 $1, 6, 29, 139 sec^(-1)$로 단계적으로 증가시키면서 응집 실험을 한 결과 적조생물입자의 응집제거 효율이 각각 $70.5, 70.5, 81.7, 85.3{\%}$로 증가하였다. 이는 응집 반응에서 입자간 충분한 충돌이 일어날 수 있도록 교반하는 것이 매우 중요함을 나타내 주는 것이다. This study was to examine the physicochemical characteristics of coagulation reaction between ignited oyster shell powder (IOSP) and red tide organisms (RTO), and its feasibility, in developing a technology for the removal of RTO bloom in coastal sea,IOSP was made from oyster shell and its physicochemical characteristics were examined for particle size distribution, surface characteristic by scanning electron microscope, zeta potential, and alkalinity and pH variations in sea water. Two kinds of RTO that were used in this study, Cylindrotheca closterium and Skeletonema costatum, were sampled in Masan bay and were cultured in laboratory. Coagulation experiments were conducted using various c(Incentrations of IOSP, RTO, and a jar tester. The supernatant and RTO culture solution were analyzed for pH, alkalinity, RTO cell number, IOSP showed positive zeta potentials of $11.1{\~}50.1\;mV\;at\;pH\;6.2{\~}12.7$, A positive zeta potential of IOSP slowly decreased with decreasing pNa 4,0 to 2,0. When pNa reached zero, the zeta potential approached zero, When a pMg value was decreased, the positive zeta potential of IOSP increased until pMg 3.0 and decreased below pMg 3.0. IOSP showed 4.8 mV of positive zeta potential while RTO showed -9.2 mV of negative zeta potential in sea water. A positive-negative EDL (electrical double-layer) interaction occurred between $Mg(OH)_2$ adsorption layer of IOSP and RTO in sea water so that EDL attractive force always worked between them. Hence, their coagulation reaction occurred at primary minimum on which an extreme attractive force acted because of charge neutralization by $Mg(OH)_2$ adsorption layer of IOSP. As a result, the coagulation reaction was rapidly processed and was irreversible according to DLVO (Deriaguin-Landau-Verwey-Overbeek) theory. Removal rates of RTO were exponentially increased with increasing both IOSP concentration and G-value. The removal rates were steeply increased until 50 mg/l of IOSP and reached $100{\%}\;at\;400\;mg/l$ of IOSP. Removal rates of RTO were $70.5,\;70.5,\;81.7,\;85.3{\%}$ for G-values of $1,\;6,\;29,\;139\;sec^(-1)$at IOSP 100 mg/l, respectively. This indicated that mixing (i.e., collision among particles) was very important for a coagulation reaction.

적조생물의 구제 -2. 황토에 의한 적조생물의 응집제거-

김성재,KIM Sung-Jae 한국수산과학회 2000 한국수산과학회지 Vol.33 No.5

점증하는 적조로부터 수산피해를 줄이는 것은 시급한 문제이다. 황토를 살포하여 적조생물입자를 응집 제거하는 것이 하나의 방법이 되고 있다. 황토를 이용하여 적조생물입자에 대한 응집실험을 한 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용한 황토입자의 입도 분포는 정규분포를 보여주는 하나의 peak로 나타났으며, 입자의 평균 지름은 $25.0 {\mu}m$이고, 약$84.5{\%}$의 황토입자가 $9.8-55.0{\mu}m$의 범위에 속하며 변동계수는 $65.1{\%}$이었다. 황토의 금속성분을 분석한 결과는 규소 (Si)가 $48{\%}$, 알루미늄 (Al)이 $35{\%}$, 철 (Fe)이 $11{\%}$로서 $94{\%}$를 차지하며 나머지 $48{\%}$는 칼릅 (K), 구리 (Cu), 아연 (Zn), 티타늄 (Ti) 등으로 구성되어 있었다. 전자현미경 사진에 나타난 황토입자의 표면은 거칠고 다공질이며 부정형의 입자로 되어 있었다. 황토입자는 $10^(-3)M$ NaCl의 수용액 중에서 pH가 증가함에 따라 negative zeta potential 값이 증가하여 pH 9.36에서 -71.3mV를 나타내고 이후 거의 일정한 값을 나타내었으며, pH 1.98에서 +1.8 mV를 나타내어 amphoteric surface charge를 가지는 물질의 성질을 나타내었다. 전하결정이온은 $H^+, OH^-$ 이온이고, pH 2 부근에서 PZPC를 나타내었다. 용액의 전해질이 NaCl일 경우 $10^(-2)M (pNa=2)$ 이상의 농도에서는 $Na^+$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값은 일률적으로 감소하다가 $Na^+$ 이온의 농도가 1M (pNa=0)이 되었을 때 zeta potential은 0에 근접하였다. 용액의 전해질이 2 :l electrolyte ($CaCl_2$와 $MgCl_2$)의 경우 $Ca^(+2)$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값이 일률적으로 감소하다가 약 $10^(-3)M (pCa=3)$의 농도에서 등전점을 나타내고 전하역전이 일어났다. 해수중의 황토와 적조생물 입자는 비슷한 negative zeta potential을 나타내었고, 점토 중에서 해사가 가장 큰 negative zeta potential을 나타내었다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자의 EDL은 해수에 포함된 고농도의 염류 농도로 인하여 극히 얇게 압축되고, 이런 상태에서 두 입자가 상호 접근할 경우 모든 간격에서 LVDW attractive force의 절대값이 EDL repulsive force의 절대값보다 항상 큰 값을 나타낸다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자는 모든 간격에서 negative total interaction energy 값 (attractive force)을 나타내어 항상 용이하게 floe을 형성할 수밖에 없는 조건에 있다. 적조생물입자의 응집제거 효율은 황토의 농도가 증가함에 따라서 지수함수적 ($Y=36.04{\times}X^(0.11); R^2=0.9906$)으로 증가하였으며, 황토의 농도 800mg/l까지 급격한 증가를 보이다가 황토의 농도가 계속 증가함에 따라서 완만한 증가를 나타내었다. 적조생물은 황토 6,400mg/l에서 거의 $100{\%}$ 응집제거 되었다. 황토 800 mg/l을 사용하고 G-value를 $1, 6, 29, 139 sec^(-1)$로 단계적으로 증가시킴에 따라 응집제거 효율은 지수함수적으로 증가하였다. 이는 응집반응의 효율을 높이기 위해서는 황토입자와 적조생물입자 사이에 충분한 충돌이 일어날 수 있도록 교반하는 것이 매우 중요함을 나타내 주는 것이다. $800mg/l$의 농도에서 황토는 철을 함유하지 않은 다른 점토보다 $28.8{\~}60.3{\%}$ 더 높은 처리효율을 나타내었다. 황토에는 >SiOH의 음전하단과 수중의 phenolphthalein alkalinity를 소모하 The objective of this study was to examine the physicochemical characteristics of coagulation reaction between loess and red tide organisms (RTO) and its feasibility, in developing a technology for the removal of RTO bloom in coastal sea. The physicochemical characteristics of loess were examined for a particle size distribution, surface characteristics by scanning electron microscope, zeta potential, and alkalinity and pH variations in sea water. Two kinds of RTO that were used in this study, Cylindrothen closterium and Skeietonema costatum, were sampled in Masan bay and were cultured in laboratory. Coagulation experiments were conducted using various concentrations of loess, RTO, and a jar tester. The supernatant and RTO culture solution were analyzed for pH, alkalinity, RTO cell number. A negative zeta potential of loess increased with increasing pH at $10^(-3)M$ NaCl solution and had -71.3 mV at pH 9.36. Loess had a positive zeta potential of +1,8 mV at pH 1.98, which resulted in a characteristic of material having an amphoteric surface charge. In NaCl and $CaCl_2$, solutions, loess had a decreasing negative zeta potential with increasing $Na^+\;and\;Ca^(+2)$ ion concentration and then didn't result in a charge reversal due to not occurring specific adsorption for $Na^+$ ion while resulted in a charge reversal due to occurring specific adsorption for $Ca^(+2)$ ion. In sea water, loess and RTO showed the similar zeta potential values of -112,1 and -9.2 mV, respectively and sea sand powder showed the highest zeta potential value of -25.7 mV in the clays. EDLs (electrical double-layers) of loess and RTO were extremely compressed due to high concentration of salts included in sea water, As a result, there didn't almost exist EDL repulsive force between loess and RTO approaching each other and then LVDW (London-yan der Waals) attractive force was always larger than EDL repulsive force to easily form a floe. Removal rates of RTO exponentially increased with increasing a loess concentration. The removal rates steeply increased until $800 mg/l$ of loess, and reached $100{\%}$ at 6,400 mg/l of loess. Removal rates of RTO exponentially increased with increasing a G-value. This indicated that mixing (i.e., collision among particles) was very important for a coagulation reaction. Loess showed the highest RTO removal rates in the clays.

(+)-Dihydromyricetin 분별침전에 미치는 제타전위의 영향

하건수 ( Geon Soo Ha ),김진현 ( Jin Hyun Kim ) 한국화학공학회 2015 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.53 No.6

본 연구에서는 바이오매스 유래 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin을 정제하기 위한 분별침전공정에서 분별침전용액의 제타전위가 분별침전 양상(순도, 수율, 침전물 형태와 크기)에 미치는 영향을 조사하였다. 제타전위 조절을 위한 실리카-알루미나의 첨가량(반응액 부피당 표면적) 100 mm-1에서 가장 높은 수율을 얻을 수 있었다. 실리카-알루미나의 제타전위가 양(+)의 값으로 증가할수록 (+)-dihydromyricetin 수율과 침전물의 크기는 증가하였다. 가장 큰 제타전위 값(+4.99 mV)을 가진 실리카를 이용한 분별침전의 경우에는 가장 작은 제타전위 값(-19.00 mV)을 가진 알루미나를 이용한 분별침전의 경우보다 2배 이상 높은 수율을 얻을 수 있었다. 또한 분별침전 과정에서 제타전위 절대값이 증가할수록 (+)-dihydromyricetin 수율과 침전물의 크기는 감소하여 제타전위 절대값에 반비례함을 알 수 있었다. 반면 표면적증가물질 실리카-알루미나의 제타전위 변화에도 (+)-dihydromyricetin 순도는 거의 변화가 없었다. This study evaluated the influence of the zeta potential of silica-alumina on the behavior in terms of purity, yield, and precipitate shape and size of fractional precipitation in the fractional precipitation process for the purification of (+)-dihydromyricetin. The optimal silica-alumina amount (surface area per working volume of reacting solution) for zeta potential control was 100 mm-1. As the zeta potential value of silica-alumina increased, (+)-dihydromyricetin yield and precipitate size were increased. The use of silica with the highest value of the zeta potential (+4.99 mV) as a zeta potential-controlling material increased the (+)-dihydromyricetin yield by 2-fold compared with that of the use of alumina with the lowest value of the zeta potential (-19.00 mV). In addition, the (+)-dihydromyricetin yield and precipitate size was inversely correlated with the absolute value of the zeta potential. On the other hand, the purity of (+)-dihydromyricetin had almost no effect on changes in the zeta potential of silica-alumina.

Numerical Simulation of Fluids Mixing Enhancement by Effect of Heterogeneous Distributed Zeta-potential in Microchannel

Jinfen Kang,Yong Kweon Suh,Hyeung Seok Heo,Zilu Li 한국유체기계학회 2006 유체기계 연구개발 발표회 논문집 Vol.- No.-

Numerical simulation of Microfluidic flow and it’s mixing under the effect of zeta-potential are implemented on the platform of lattice Boltzmann method (LBM). Two dimensional and three dimensional micro-mixing models are designed respectively with different geometry distribution of Zeta-potential. For the two dimensional mixing model, the spatially heterogeneous zeta-potential is distributed periodically along the upper and bottom wall of the microchannel due to the distribution of rectangular electrodes, the magnitude of zeta-potential on the electrodes is modulated by AC with respect to time. For the three dimensional design, zeta-potential is also distributed heterogeneously, but the electrodes are of trapezoidal shapes and the magnitude of zeta-potential on the electrodes are constant, which can drive the fluid flow to generate cross flow. The mixing results of the latter one are compared with those obtained by the commercial code CFX. Comparison of the mixing results getting from two methods indicates good agreement. In simulating fluid mixing behavior under the effect of zeta-potential, LBM featured by the simplicity of its algorithm is proved to be an effective CFD method.

Poly(styrene-ethylene-butylene-styrene)계 고분자 음이온교환막 계면동전위 특성평가

손태양,윤준성,한송이,남상용 한국막학회 2017 멤브레인 Vol.27 No.5

계면동전위라 불리는 제타전위(zeta potential)란 표면 전하적 특성을 정량화 한 값으로 전기동역학적 현상으로 발 생하는 전위차를 말한다. 제타전위는 막오염(fouling)과 표면전하 분석을 통한 개질 확인 및 치환기 확인에 대한 연구가 활발 히 진행되어 왔다. 그리고 제타전위를 측정하는 방법으로는 전기영동(electrophoresis), 전기삼투(eletrosmosis), 유동전위 (streaming potential)를 기초로 개발되었고, 그중에서도 평막은 유동전위 측정이 적합하다고 알려졌다. 따라서, 본 연구에서는 poly(styrene-ethylene-butylene-styrene) 고분자에 암모늄을 도입하여 아민화된 SEBS 평막 형택의 분리막을 제조하고, 계면동 전위 측정기를 이용하여 제조된 분리막들의 유동전위를 측정하여 결과를 분석하였다. The zeta potential, called an electrokinetic potential, refers to the potential difference caused by electrodynamic phenomenon, which is a value obtained by quantifying the surface charge property. The zeta potential has been actively studied for membrane fouling, confirmation of modification and substituent confirmation through surface charge analysis. The methods of measurement for zeta potential were developed on the basis of electrophoresis, electrosmosis and streaming potential. Among them, it was known that the streaming potential method was suitable for the flat sheet membrane. So, in this study, aminated poly(styrene-ethylene-butylene-styrene) membranes were prepared by introducing ammonium groups and the streaming potentials of the prepared membranes were measured by using an electrokinetic potential analyzer (SurPASS) and the results were analyzed.

금속이온에 의한 조류 응결에 관한 연구

박영재(Yeong Jae Park),이상수(Sang Soo Lee),조혜륜(Hye Ryun Cho) 大韓環境工學會 2015 대한환경공학회지 Vol.37 No.8

본 연구에서는 시아노박테리아 배양액을 대상으로 여러 종류의 금속이온의 첨가에 의한 응집 및 응결 효과를 흡광도 또는 제타포텐셜 측정을 통하여 조사하였다. 흡광도 측정으로부터 얻은 시아노박테리아의 응결효율은 Al³⁺ > La³⁺ > HO₃+ > Fe²⁺> CA₂+ 순으로 높았으며, 특히 동일한 전하량을 갖는 +3가 금속이온의 경우, 응결 시 수반되는 금속 제거율을 측정한 결과, Al³⁺ > La³⁺ > HO₃+ 순으로 응결효율과 상응하는 결과를 얻었다. 시아노박테리아의 제타포텐셜은 음의 값을 나타냈으며, 그농도가 증가할수록 제타포텐셜 값도 증가하였다. 또한, 시아노박테리아 용액의 pH를 증가시킬 때 pH < 5.5 이하에서는 빠르게 제타포텐셜 값이 감소하였으나, 5.5 ≤ pH ≤10 범위에서는 거의 일정한 제타포텐셜 값(-46±1 mV)을 보였다. 일정한 시아노박테리아의 농도(A730 = 0.25)에서 금속이온의 농도에 따른 제타포텐셜 증가 효과는 Al³⁺ > HO₃+ > La³⁺ ≫ Mg2+ ≥ CA₂+ ≫ K+ 순으로 나타났다. 일정한 금속이온 농도에서 시아노박테리아의 농도에 따른 제타포텐셜 변화를 측정한 결과, K+, Mg2+ 및 CA₂+이온의 경우 시아노박테리아의 농도가 증가하더라도 제타포텐셜의 변화가 미미하였다. 반면에, +3가 이온 중 HO₃+와 La³⁺이온의 경우에 시아노박테리아의 농도가 증가할수록 제타포텐셜 값이 감소하였으며, 감소율 면에서 HO₃+이온이 La³⁺이온보다는 작게 얻어졌다. 이와는 달리, Al³⁺이온의 경우에는 시아노박테리아의 농도가 증가함에 따라 제타포텐셜 값이 증가하다가 감소하였다. Al³⁺이온은 가수분해 중합체 생성의 영향으로 제타포텐셜 측정만으로는 응집 내지 응결 효과를 해석하기가 어려웠다. Studies on the flocculation of algae using various metal ions were carried out by measurements of optical density(OD) and zeta potential. Cyanobacteria were used as algaes. Flocculation efficiencies of cyanobacteria by an addition of metal ions were determined from OD values, and the effect of metal ions was greater in the order of Al³⁺ > La³⁺ > HO₃+ > Fe²⁺ > CA₂+. Especially for trivalent metal ions, percentages of metal removed from cyanobacteria solutions on flocculation were measured, showing the same order as in flocculation efficiencies. Zeta potentials of cyanobacteria alone were measured with increasing the concentration, found to be all negative voltages, and were increased with increasing the concentration. The effect of pH on zeta potential of cyanobacteria solution was investigated. Below pH 5.5, the zeta potentials were steeply decreased with increasing pH, whereas in the range of 5.5 ≤ pH ≤ 10 they were almost constant (-46±1 mV) even with increasing pH. At a constant concentration of cyanobacteria (A730=0.25), an increase in concentration of metal ions caused an increase in zeta potential of cyanobacteria solution, showing that the effect was greater in the order of Al³⁺ > HO₃+ > La³⁺ ≫ Mg2+ ≥ CA₂+ ≫ K+. At a constant metal concentration, zeta potentials were measured with increasing cyanobacteria concentration, showing that zeta potentials for K+, Mg2+ and CA₂+ ions were negligibly changed, whereas those of HO₃+ and La³⁺ ions were decreased. Moreover, the effect of HO₃+ ion on decreasing zeta potential was smaller than that of La³⁺ ion. Al³⁺ ions showed quite a different behavior that with increasing cyanobacteria concentration the zeta potentials increased and decreased thereafter. Hydrolysis of Al³⁺ ions caused a difficulty to investigate coagulation or flocculation of cyanobacteria by measurement of zeta potentials.

Non-labeled immunoassay based on zeta-potential analysis

이은항,이주경,강민정,변재철 한국바이오칩학회 2012 BioChip Journal Vol.6 No.4

Immunoassay has been widely used for the detection of target analytes in complex mixtures such as blood by using highly specific antigen-antibody interactions. In this work, antibodies against a target analyte was immobilized to magnetic beads and the change of surface charge of a magnetic bead was measured after the binding of a target protein by using a zeta potential analyzer. For the feasibility test of the zeta potential analysis for immunoassays, horseradish peroxidase (HRP) was used as a model target analyte. The limit of detection (LOD) of HRP from zeta potential analysis was estimated to be less than 1 ng/mL and the dynamic range was from less than 1 ng/mL to more than 1 μg/mL. The application to medical diagnosis was demonstrated by detection of C-reactive protein (CRP) which is known to be a biomarker for inflammatory diseases. In the case of CRP samples in human serum, the limit of detection was estimated to be around 10 ng/mL and the response curve shows also a linear correlation at the concentration range from 10 ng/mL to 1 μg/mL. From these results, the the immunoassay based on zeta potential analysis was considered to be feasible for medical diagnosis of CRP in serum.

주목 식물세포(Taxus chinensis) 배양 유래 Paclitaxel 정제를 위한 분별침전에서 제타전위 영향

류흥곤 ( Heung Kon Ryu ),김진현 ( Jin Hyun Kim ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2014 한국미생물·생명공학회지 Vol.42 No.2

본 연구에서는 주목 식물세포(Taxus chinensis) 배양 유래 항암물질 paclitaxel을 정제하기 위하여, 반응액 부피당 표면적이 증가된 분별침전에서 표면적증가물질 실리카-알루미나의 제타전위가 분별침전 양상(순도, 수율, 침전시간, 침전물 형태와 크기)에 미치는 영향을 조사하였다. 실리카-알루미나의 제타전위가 양(+)의 값으로 증가할수록 paclitaxel 수율은 증가하였으며 침전 시간은 감소하였다. 표면적증가물질로 제타전위가 가장 큰 알루미나(제타전위: +35.41 mV)를 이용한 경우 표면적증가물질을 이용하지 않은 경우에 비해 침전에 소요되는 시간을 12시간 정도 단축시킬 수 있었다. 반면 표면적증가물질 실리카-알루미나의 전타전위 변화에도 paclitaxel 순도는 거의 변화가 없었다. 또한 분별침전 과정에서 제타전위 절대값이 증가할수록 paclitaxel 침전물의 크기는 감소하여 제타전위 절대값에 반비례함을 알 수 있었다. 이러한 개선된 분별침전 공정은 바이오매스 유래 paclitaxel 정제 공 정에 효과적으로 기여할 것으로 판단된다. This study evaluated the effect of the zeta potential of silica-alumina on the behavior, in terms of purity, yield, fractional precipitation time, precipitate shape, size of fractional precipitation in the increased surface area, and the fractional precipitation process, for the purification of paclitaxel. As the zeta potential value of silica-alumina increased, the yield of paclitaxel concurrently increased while the precipitation time decreased. The use of alumina with the highest value of the zeta potential (+35.41 mV) as a surface area-increasing material dramatically reduced the precipitation time by 12 h compared with the results of the control. On the other hand, the purity of paclitaxel had almost no effect on changes in the zeta potential of silicaalumina. In addition, the precipitate size was inversely correlated with the absolute value of the zeta potential.

지료의 제타전위 측정을 통한 형광증백제의 흡착 평가

이지영(Ji Young Lee ),김은혜(Eun Hea Kim),김철환(Chul Hwan Kim),박종혜(Jong Hye Park) 한국펄프·종이공학회 2015 펄프.종이기술 Vol.47 No.6

Many researchers have proposed analytical methods to measure the adsorption of di-sulpho fluorescent whitening agents (D-FWAs), but practical methods for D-FWA utilization in an actual paper mill have not been established. In particular, the D-FWA adsorption behavior must be monitored in paper mills to ensure the effective use of D-FWAs. This study used the zeta-potential of pulps as an indicator of the adsorption behavior of a D-FWA. We identified the relationship between the actual adsorption of the D-FWA and the zeta-potential of the pulps as a function of D-FWA addition. zeta-potential measurements were then used to analyze the D-FWA adsorption behavior under different conditions of pulp type, conductivity, and pH. The actual adsorption of a D-FWA was proportional to the Δzeta-potential of the pulps (i.e., the difference between the zeta-potential of a pulp containing no D-FWA and one containing the D-FWA). The Δzeta-potential of the pulps was therefore adopted for adsorption analysis. A higher adsorption of the D-FWA was observed onto Hw-BKP than onto Sw-BKP because of the shorter fiber length and higher fines content of Hw-BKP. A high conductivity and an acidic pH decreased the D-FWA adsorption because of direct effects of high ion concentrations and low pH on the D-FWA solubility. Therefore, a D-FWA must be added to Hw-BKP under low conductivity conditions and at neutral or alkaline pH to optimize the D-FWA adsorption.

일반적 Helmholtz-Smoluchowski 원리에 따른 중공사 미세기공 채널에서의 계면동전기 흐름전위에 관한 실험연구

전명석,조홍일 한국막학회 2002 멤브레인 Vol.12 No.1

하전된 마이크로채널의 전기이중층에서 계면동전기 흐름에 의해 발생되는 흐름전위는 일반적 Helmholtz-Smoluchowski 관계식으로부터 중공사 멤브레인 기공의 제타전위를 결정하는데 적용된다. 흐름전위는 실제 운전상황이나 물리화학적 조건에서의 표면특성 및 기공과 입자간 상호작용에 대한 유용한 실시간 정보를 제공함이 알려져 있다. 무리화학적 인자들이 주공사에 의한 여과에 미치는 영향을 투과플럭스와 흐름전위의 동시적 모니터링으로 고찰하였다. 특히, 본 연구에서는 중공사의 위치에 따른 흐름전위를 측정함으로써 중공사 길이 방향과 멤부레인 오염 진행에 따라 달라지는 케이크층 효과를 규명하는 실험방법을 다루었다. 실험결과, 입자농도가 증가할수록 투과플럭스는 감소하나 흐름전위는 증가하였다. 입자농도가 증가하면서 케이크층 성장은 활발하지만 쌓인 하전 입자들의 표면전하 효과로 흐름전위는 증가한 것이다. 용액의 이온화 세기를 KCI 0.1 mM에서 10mM로 증가하면 투과플럭스와 흐름전위가 함께 감소하였다. 이는, 이온화 세기의 증가로 라텍스입자 주위의 Debye 길이 감소로 치밀한 케이크층이 형성되고, 전기이중층의 얇아진 확산층에 의한 이온흐름의 약화로 흐름전위는 감소한 것을 판단된다. The streaming potential generated by the electrokinetic flow within electric double layer of charged microchannel is applied to determine the zeta potential of hollow-fiber membrane pore by using the general Helmholtz-Smoluchowski equation. The streaming potential is know to provide a useful real-time information on the surface property and the interaction between pore and particles in actual situations and physicochemical conditions. The influence of physicochemical parameters upon the filtration with hollow-fibers has been examined with an in-situ and simultaneously monitoring the streaming potential as well as permeate flux. In particular, the present study examined an experimental method to identify the effect of cake layer which can vary according to the axial position of a hollow-fiber and the progress of membrane fouling by measuring the position-dependent streaming potential. As the latex concentration increases, the permeate flux decreased but the streaming potential increased. The growth of cake layer has been mire developed with increasing latex concentration, however, the effect of surface charges of latexes deposited on the membrane surface leads to increase the streaming potential. With increasing ionic concentration of KCI, both the permeate flux and the streaming potential decrease. The increase of ionic concentration provides a compact cake layer due to the shrinkage of Debye length and the decreased streaming potential results from the weakened ionic flows owing to a thin diffusive double layer.