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함산소불소화법을 통한 다공성 폴리에틸렌막의 파울링현상 감소연구
강수연,임지원,정성일,Kang, Su Yeon,Rhim, Ji Won,Cheong, Seong Ihl 한국막학회 2014 멤브레인 Vol.24 No.6
소수성의 폴리에틸렌 다공성막 표면에 오염물질이 흡착됨으로써 발생되는 파울링 현상으로 인한 투과도 감소 문제를 해결하고자 함산소불소화법을 이용하여 막 표면을 친수화 하였다. 함산소불소화 처리 후 접촉각은 $93^{\circ}$에서 $50^{\circ}$까지 감소하였고, 수투과량은 60% 이상 증가하였다. 또한, 모델오염물질 Albumin (form bovine serum, BSA), Humic acid sodium salt (HA), Alginic acid sodium salt (SA) 100 ppm의 수용액을 이용하여 투과도 평가 실험을 수행한 결과 막이 친수화 됨에 따라 오염물질이 흡착되는 정도가 감소하여 투과도가 향상된 것을 확인할 수 있었으며, 특히 SA에 대해서는 파울링 개선효과가 크게 나타나 처리하지 않은 PE막에 비해 투과도가 두 배 이상 향상된 값을 나타내었다. To overcome the flux reduction due to the fouling by adsorption of foulants onto the porous hydrophobic polyethylene membrane surface, the oxyflorination was introduced to hydrophilize the hydrophobic membranes. After the hydrophilization through oxyfluorination, the contact angle decreased from $93^{\circ}$ to $50^{\circ}$ while the water flux increased to 60%. It was considered that for the model foulants dissolved in water, such as albumin (form bovine serum, BSA), humic acid sodium salt (HA), and alginic acid sodium salt (SA), the flux was enhanced since the adsorbed foulants decreased by the oxyfluorination. Particularly, it was obtained that the water flux was over twice more than the untreated polyethylene membrane in case of SA foulant.
신도형 ( Do Hyoung Shin ),주고운 ( Ko Woon Ju ),정성일 ( Seong Ihl Cheong ),임지원 ( Ji Won Rhim ) 한국공업화학회 2016 공업화학 Vol.27 No.6
본 연구에서는 상용화된 양이온교환수지, 음이온교환수지, 혼합이온교환수지 각각 3종을 이용하여 Cs과 I 등의 방사성이온을 포함하고 있는 오염수 중 방사성 이온을 분리하는 연구를 하였다. 실험은 상온에서 회분식으로 진행하였으며, 이온교환수지의 양을 달리하여 각각의 이온교환수지에 대한 Cs와 I의 제염성능을 비교하였다. 이온크로마토그라피 기기로 농도분석을 한 결과, D사의 이온교환수지의 대체적으로 이온교환능력이 높은 결과 값을 가졌으며, 공통적으로 이온교환수지의 양이 적을 때, 이온교환수지 질량 대비 제염성능이 높은 것을 알 수 있었다. D사의 양이온교환수지의 질량이 적을 때, Cs 이온에 대한 이온교환용량은 0.199 meq/g, 음이온교환수지의 I 이온에 대한 이온교환용량은 0.344 meq/g의 결과 값을 확인할 수 있었으며, 혼합이온수지를 사용했을 때에는 I 이온에 대한 이온교환용량이 0.33 meq/g으로, D사의 이온교환수지가 다른 이온교환수지에 비해 특히 I에 대한 이온교환능력이 높은 것을 알 수 있었다. In this study, we used three kinds of commercially available cation, anion, and mixed-ion exchange resins to separate radio-active ions from a polluted water containing Cs, I, and other radioactive ions. The experiment was conducted at a room tem-perature with a batch method, and a comparative analysis on the decontamination ability of each resin for the removal of Cs and I was performed by using different quantities of resins. The concentration was analyzed using ion chromatography and the ion exchange resin product from company D showed an overall high ion exchange ability. However, for most of the experiments when the amount of ion exchange resin was decreased, the decontamination ability of the resins against mass increased. When the mass of company D`s cation exchange resin was small, the ion exchange ability against Cs and I ions were measured as 0.199 and 0.344 meq/g, respectively. When the mixed ion exchange resin was used, the ion exchange ability against I ions was measured as 0.33 meq/g. All in all, company D`s ion exchange resins exhibited a relatively higher ion exchange ability particularly against I ions than that of other companies` exchange ions.
역삼투막 표면의 양이온 교환 고분자 코팅에 의한 파울링 감소 연구
임지원(Ji Won Rhim),박찬종(Chan Jong Park),김성표(Sung Pyo Kim),정성일(Seong Ihl Cheong) 한국고분자학회 2012 폴리머 Vol.36 No.6
본 연구에서는 폴리아미드 역삼투 복합막 표면에 양이온교환 고분자인 poly(styrene sulfonic acid)(PSSA)를 코팅한 후 모델 오염물질인 bovine serum albumin(BSA), humic acid(HA), sodium alginate(SA)에 대하여 파울링 개 선 효과가 있는지를 알아보고자 하였다. PSSA가 코팅된 폴리아미드 복합막의 표면에 대한 접촉각을 확인한 결과 78o에서 58o로 낮아져 표면이 친수화된 것을 확인하였다. 모델 오염물질로서 BSA, HA, SA 등이 100 ppm 용해된 공급원액을 2, 4, 8 atm 조건에서 PSSA 코팅된 막과 코팅되지 않은 막에 대하여 파울링 실험을 수행한 결과 압력 이 증가함에 모든 오염물질에 대해서 파울링은 심화되었다. 파울링은 BSA>SA>HA의 순으로 일어났으며 PSSA가 코팅된 막에 대해 파울링 개선효과는 HA>SA>BSA의 순으로 나타났다. 이는 막표면의 PSSA가 지니는 설폰산과 오염물질의 작용기간의 상호작용으로 인한 결과이며, 이는 SEM으로 관찰한 사진과도 같은 경향을 보여주었다. 결 론적으로 PSSA가 코팅된 역삼투막은 파울링 개선효과가 있었으며 HA의 경우에서 가장 두드러졌다. The cation exchange polymer, poly(styrene sulfonic acid) (PSSA), was coated onto polyamide (PA) thin film composite reverse osmosis (RO) membranes. Then these membranes were investigated for the model foulants, bovine serum albumin (BSA), humic acid (HA), and sodium alginate (SA) to check whether there are some improvement. The contact angle of PSSA coated PA RO membrane showed 58o from 78o, the value of PA RO membrane, which confirmed successful hydrophilization. As the operating pressure increased (2, 4, 8 atm for BSA, HA and SA 100 ppm in feed solution), the fouling phenomena was worse for both none- and PSSA-coated membranes. The fouling increased in the order of BSA>SA>HA due to the interactions between sulfonic acid in PSSA and functional groups of foulants. On the other hand more significant fouling reduction was observed in the order of HA>SA>BSA. The photographs of scanning electron microscopy showed the same trend. As a result, there was the improvement of fouling phenomena for the PSSA coated RO membranes, distinctly in the case of HA.
김백암(Baek Ahm Kim),이학민(Hak Min Lee),이보성(Bo Seong Lee),김성표(Sung Pyo Kim),정성일(Seong Ihl Cheong),임지원(Ji Won Rhim) 한국고분자학회 2011 폴리머 Vol.35 No.5
소수성 막의 파울링 현상 개선, 젖음성 향상을 통한 투과도 증가 등을 위하여 poly(vinyl amine), poly(styrene sulfonic acid), poly(vinyl sulfonic acid), 그리고 poly(acrylamide-co-acrylic acid) 등의 다양한 흡착소재를 polyethylene (PE) 다공성막 표면에 흡착용액 농도, 흡착시간, 염의 종류, 이온세기 등을 변화시키면서 순수 투과도를 측정하였다. 일반적으로 흡착용액의 농도, 흡착시간, 그리고 이온세기가 증가하면 투과도는 초기에 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. Poly(vinyl sulfonic acid) 1000 ppm, Mg(NO3)2의 이온세기 0.1, 그리고 흡착시간 150초 조건에서 순수 투과도가 35% 향상된 375 L/m2h(LMH)를 얻었으며, poly(styrene sulfonic acid) 1000 ppm, NaCl의 이온세기 0.1과 0.2, 그리고 흡착시간 60초에서 각각 50%(411 LMH), 35%(374 LMH)의 순수 투과도 증가율을 보였다. In order to enhance water permeability through the improvement of fouling phenomena and wettability of hydrophobic porous membranes, various adsorption materials, i.e., poly(vinyl amine), poly (styrene sulfonic acid), poly(vinyl sulfonic acid), and poly(acrylamide-co-acrylic acid) were adsorbed onto the surface of polyethylene (PE) porous membrane. The concentration of adsorption solutions, adsorption time, the sort of salts and their ionic strength were varied, and the pure water permeability of their resulting adsorbed membranes was measured. In general, water permeability increased with an initial increase in the concentration of adsorption solution, adsorption time, and ionic strength and then decreased with a further increase. The pure water permeability of 375 L/m2h(LMH), 35% enhancement, was obtained at a condition of poly(vinyl sulfonic acid) 1000 ppm, Mg(NO3)2 ionic strength(IS) 0.1, and adsorption time 150 sec, while the 50% (411 LMH) and 35% (374 LMH) enhancements were obtained at conditions of poly(styrene sulfonic acid) 1000 ppm, adsorption time 60 sec, and NaCl IS 0.1 and 0.2, respectively.