니칭 유전 알고리즘을 이용한 어레이 안테나의 방사패턴 합성

김노원,이정엽,정현교,천창율 한국정보통신설비학회 2003 정보통신설비학회논문지 Vol.2 No.1

역삼투 분리막 개발동향

김노원,김순식 한국막학회 2000 멤브레인 Vol.10 No.1

기간제법 개선방안에 관한 고찰

김노원 아주대학교 법학연구소 2009 아주법학 Vol.3 No.2

농도 분극이 저감된 정삼투 분리막 제조

김노원,정보람,Kim, Nowon,Jung, Boram 한국막학회 2014 멤브레인 Vol.24 No.6

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. Thin film composite (TFC) polyamide (PA) membranes were prepared on polyester (PET) nonwoven reinforced polysulfone supports for forward osmosis (FO) processes. PSF (polysulfone) supports were prepared via the phase inversion process from PSF casting solutions in dimethyl formamide (DMF) solvents (19 wt%) by using a PET nonwoven (thickness of $100{\mu}m$) as a mechanical reinforcing material for reverse osmosis (RO) membrane. The PSF support from 19 wt% of DMF/PSF casting solution showed sponge-like morphology and asymmetric internal structure. To reduce the internal concentration polarization in FO operation, thin ($20{\mu}m$ of thickness) nonwoven-supported PSF supports were prepared by using PSF/DMF casting solution (9~19 wt%). A desirable support structure with a highly porous sponge-like morphology were achieved from the thin nonwoven-supported PSF layer prepared with 9~12 wt% casting solution. A crosslinked aromatic polyamide layer was fabricated on top of each support to form a TFC PA membrane. The tested sample from 12 wt% of DMF/PSF casting solution presented outstanding FO performance, almost 5.5 times higher water flux (24.3 LMH) with low reverse salt flux (RDF, 1.5 GMH) compared to a thick nonwoven rainforced membrane (4.5 LMH of flux and 3.47 GMH of RSF). By reducing the thickness of the nonwoven and optimizing PSF concentration of casting solution, the morphology of the prepared membranes were changed from a dense structure to a porous sponge structure in the boundary area between nonwoven and PET support layer.

해수담수화용 역삼투막의 고회수율 공정에서의 투과 특성

김노원 한국막학회 2002 멤브레인 Vol.12 No.3

복합 박막의 구조를 갖는 폴리아미드계 역삼투 분리막은 상용화되어 해수담수화 공정에 널리 적용되어져 왔다. 최근 고압·고회수율 공정은 기존의 해수 담수화 공정에 비해 에너지 비용 및 전처리의 규모의 측면에서 절감 효과를 가진다는 결과들이 발표되어왔다. 고압·고회수율 공정은 에너지 회수, 고압 펌프 설비, 그리고 고압 고염제거율의 역삼투막 개발에 의해 가능해 졌다. 본 연구에서는 기존의 해수담수화 공정에 사용되는 역삼투 분리막에 대한 고압·고회수율 공정 조건에서의 투과 성능을 조사하였다. 역삼투 분리막 평막의 평가에는 3.5%의 NaCl 수용액을 인공해수로 조제하여 실시하였으며 역삼투 분리막 모듈의 평가는 마산시 합포해변에서 자연 해수를 직접 사용하였다. 그 결과로 고압 고회수율 공정에 적합한 역삼투막은 고압에 대한 내압성을 갖는 역삼투막임을 보여준다. 고농축수에 대한 염제거율은 고압 운전에 의해 자연 향상되는 경향을 나타내었다. Polyamide reverse osmosis (RO) membrane with thin film composite structure was commercialized for seawater desalination process. Recently, it has been reported that some RO processes for high pressure and recovery leads to reducing in energy cost and pretreatment scale compared with earlier process. The development of energy recovery, pumping device and RO elements with high pressure and rejection made high pressure and recovery process possible. In this study, permeation properties of commercialized seawater RO membrane were investigated under the condition of high pressure and recovery. In the RO sheet membrane test 3.5% NaCl of synthetic seawater was used. The synthetic seawater contained only sodium chloride. In the RO module test, natural seawater was used at Happo Bay, Masan city. As the results, RO membrane with high durability of pressure was better than that with high rejection of seawater for high pressure and recovery process. Seawater rejection of high concentrate tends to be improved by high pressure operation.

액체 여과막, 필터 및 모듈의 성능평가 시험방법에 관한 연구

김노원 한국막학회 2021 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2021 No.11

비용매 첨가제를 이용한 비대칭막의 제조

김노원 한국막학회 2015 멤브레인 Vol.25 No.1

용매 비용매 치환 상전이 공정과 증기 유도 상전이 공정을 결합하여 성능이 향상된 폴리술폰 정밀역과막을 제조 하였다. 본 연구에서 제조된 비대칭막은 폴리술폰(고분자), 디메틸 포름아미드(용매), 폴리비닐리돈(친수성 고분자 첨가제), 폴 리에틸렌글리콜(극성 고분자 액상 첨가제)로 이루어진 혼합 용액에 디메틸술폭사이드(극성 아프로틱 비용매), 물(극성 프로틱 비용매 첨가제)을 첨가하여 제막용 캐스팅 용액을 물과 이소프로판올 혼합용액에 침지하여 얻었다. 극성 아프로틱 비용매와 극성 프로틱 비용매의 첨가는 멤브레인의 구조를 제어하는데 유용한 방법이며 이를 습윤 공기를 캐스팅 용액에 노출시켜 준 응고상태를 만들어줌으로써 멤브레인의 내부 구조를 제어하고자 하였다. 또한 응고조의 조성을 물/이소프로판올의 혼합비를 통하여 조절하였다. 순수 투과도, 기공 크기 분포도, 표면 친수도 및 구조 분석이 이루어졌으며, 그 결과 평균 기공의 크기를 거의 0.2 μm 정도 향상시키는 효과를 가져왔으며 수 투과 유량 또한 1000-1800 LMH 정도 향상시키는 결과를 나타내었다. High performance polysulfone microfiltration membranes with a high were successfully prepared by vapor induced phase separation (VIPS) coupled with non-solvent induced phase separation (NIPS) process. Asymmetric Membranes were prepared with PSF/DMF/PVP/PEG/DMSO/water mixed solutions and water/IPA coagulant. PSF, DMF, PVP, PEG, DMSO, water was used as a membrane polymer, a solvent, a hydrophilic polymer additive, a polar protic liquid polymer, a polar aprotic nonsolvent, and a polar protic nonsolvent in the casting solution, respectively. The addition of polar aprotic nonsolvents, and polar protic nonsolvents is a convenient and effective method to control membrane structure. In order to control the morphology of polymeric membranes, the spontaneous emulsification induced by drawing water vapor into the exposed casting solution surface has been used. Control of the internal morphology of polymeric membranes by using mixed coagulation solution such as water and IPA is discussed in the present work. The pure water permeability, pore size distribution, surface hydrophilicity and membrane morphology were investigated. Due to the addition of DMSO to casting solution, the mean pore size increased almost 0.2 μm and the water flux increased about 1000-1800 LMH.

역삼투 분리막 표면 특성의 내오염성 상관 관계 연구

김노원 한국막학회 2002 멤브레인 Vol.12 No.1

본 연구는 복합 박막 활성층의전기적/분자 구조적인 특성이 오염성에 어떤 영향을 미치는가를 조사하였다. 복합 박막 형태의 폴리아미드계 역삼투 분리막에 대한 오염 거동 현상을 이해하는데 있어 표면 구조와 표면 전하의 연구는 매우 효과적이다. AFM 전자현미경을 이용한 표면 구조 분석과 EKA 전위차 측정기를 통한 표면 전하의 분석 결과는 역삼투 분리막의 오염에 영향을 미치는 중요한 인자를 보여주고 있다. 복합막의 활성층이 중성에 가까울수록, 조도 차가 작을수록 역삼투막의 유량 감소 속도는 줄어든다. The primary objective of this study is to elucidate the contribution of the electrostatic and molecula structural properties of an active layer of the thin film compsite (TFC) membranes to fouling tendency. The studies of surface morphology and surface charge were very effective in understanding fouling behaviors of the reverse osmosis (RO) membranes which were the thin film composite type of ployamide. Results of microscopic morphology analyzed by atomic force microscopy (AFM) and surface charge analyzed by electrokinetic analyzer (EKA) showed important factors affecting the fouling of RO membranes. The active layer of the composite membrane possessing realtively neutral streaming charge and less roughness provided a RO membrane with slowly decreasing flux.

내오염성 나노여과막의 제조 및 특성

김노원 한국막학회 2007 멤브레인 Vol.17 No.1

본 연구에서는 나노여과막과 역삼투막의 표면 개질을 통하여 유량의 향상 및 내오염성을 향상시키는 제조 방법을 개발하였다. 실란 화합물이 코팅된 복합막의 표면 성질이 막 오염 지수 MFI 값에 미치는 영향을 살펴보았다. 상용화된 역삼투막(RE1812-LP)과 나노여과막(ESNA 4040-LF) 복합막을 기저막으로 사용하여 실란 커플링제의 농도를 달리하여 개질 복합막을 제조하였다. 실란 커플링제 aminopropylmethoxydiethoxysilane은 아민 관능기와 3개의 알콕시 관능기를 가지며 아민 관능기가 가지는 친수성 특성이 개질막의 투과 수량 및 내오염성에 미치는 영향을 조사하였다. 개질막의 실란층의 안정적인 형성을 확인하기 위하여 FE-SEM, 접촉각 측정 및 제타 전위값 등의 표면 특성 변화를 살펴보았다. 특히 개질된 나노여과막의 2가 이온 수용액을 공급수로 할 경우 염제거율에 대한 영향 없이 내오염성이 현저히 증가함을 확인하였다. The primary objective of this study is to increase the extent of water flux and fouling resistance of nano-filtration or reverse osmosis membranes. This study was performed to investigate the effect of surface characteristics of silane coated membranes on modified fouling index. Commercial polyamide composite RO membrane (RE1812-LP) and NF membrane (ESNA4040-LF) were treated with silane coupling agents in ethanol at five different concentrations. The silane coupling reagent, aminopropylmethoxydiethoxysilane, contains one aminoalkyl and three alkoxy groups. The hydrophilic effect of aminoalkyl group of APMDES on the permeability and fouling resistance of the modified membrane was examined. The surfaces of the modified membranes were characterized by FE-SEM, contact angle analyzer, and zeta potentiometer in order to confirm successful sol-gel methods. The modified NF membranes showed significantly enhanced water flux and fouling resistance without a decrease in salt rejection in divalent ionic feed solution.

Clathrochelate계 금속 착물을 이용한 고분자 멤브레인 구조 제어

김노원,정보람,Kim, Nowon,Jung, Boram 한국막학회 2014 멤브레인 Vol.24 No.6

본 연구는 거대고리 금속 이온 착화합물과 유도체를 이용하여 미세 다공성 구조를 가지는 분리막의 제조에 관한 것이다. 고분자와 금속이온 리간드 착물 시스템을 이용함으로써 기존의 방법들에 비해 상 전이 과정을 보다 정교하게 제어할 수 있었다. 금속염, cyclohexanedione dioxime, hydroxyphenylboronic acid와의 축합 반응을 통하여 금속 clathrochelate 착물을 얻을 수 있었다. PES, PVP, BE와 금속 clathrochelate 착물을 DMF에 녹인 후 비용매 유도 상 전이법을 통하여 유무기 혼성고분자막을 제조하였다. 제조된 분리막의 구조는 FE-SEM과 microflow permporometer로 조사하였다. p-Hydroxyphenyl group을 가지는 Fe(II) clathrochelate 착물의 첨가는 분리막의 구조에 있어 기공 크기 분산도를 좁혀주고, 표면의 기공 밀도를 높여 주었으며 최대 기공 크기를 감소시킴을 볼 수 있었다. This study is preparation of microporous membranes by using macrocyclic metal ion complexes and extended cage complexes. It is a more favorable way to existing methods because polymer and metal ion-ligand complex system provides a fine control over the phase transition behavior. Chemical functionalization of the polar surface can be obtained. Metal-templated condensation of cyclohexanedione dioxime, hydroxyphenylboronic acid in the presence of metal salts proceeds cleanly in methanol to furnish the metal clathrochelate complexes. Organic/inorganic hybrid membranes were prepared with polyethersulfone (PES), polyvinylpyrrolidone (PVP), ethyleneglycol butyl ether (BE), metal clathrochelate s and DMF by using nonsolvent induced phase inversion method. The structure of membranes was characterized with scanning electron microscopy (SEM) and microflow permporometer. The addition of Fe(II) clathrochelate complex with p-hydroxyphenyl group leads to changes of membrane morphology such as narrow mean pore size distribution, increase of surface pore density and decrease of the largest pore size.