An important variable in the oil-water separation process is the size and dispersion diagram of the bubbles formed in the induced gas flotation(IGF). In this study, the influence of the behavior and characteristics of the fine bubbles generated in the IGF device on the oil-water separation performance was evaluated by a numerical analysis method. For this reason, it constitutes Grid system suitable for bubble characteristic analysis. By applying Reynolds-averaged Navier-Stokes equations, a continuous abnormal flow analysis model of water and air was established. For the numerical flow analysis model, we applied the Eulerian-Eulerian approach that can be used for the reaction model in which bubbles are formed at one point of the Euler method applied when the base is liquid. As a result, it was confirmed that the bubbles in the IGF device were evenly dispersed as the flow velocity of bubbles increased and the particle size decreased. Such a phenomenon was caused by changes in Reynolds number and drag related to the flow characteristics, and could be explained by Stokes' law of viscosity.

In this study, for the treatment efficiency of the IGF process for the treatment of produced water (PW) discharged from the oil sands plant, the bench-scale oil sands plant PWT package was designed, manufactured and evaluated to verify the efficiency of the process. The microbubble generation efficiency and microbubble size change according to the circulation pump pressure were observed, and the correlation between influent concentration and temperature, residence time and oil-water separation performance was analyzed.

Deuterium is a crucial clean energy source required for nuclear fusion and is a future resource needed in various industries and scientific fields. However, it is not easy to enrich deuterium because the proportion of deuterium in the hydrogen mixture is scarce, at approximately 0.016%. Furthermore, the physical and chemical properties of the hydrogen mixture and deuterium are very similar. Therefore, the efficient separation of deuterium from hydrogen mixtures is often a significant challenge when using modern separation technologies. Recently, to effectively separate deuterium, studies utilizing the ‘Kinetic Quantum Sieving Effect (KQS)’ of porous materials are increasing. Therefore, in this review, two different strategies have been discussed for improving KQS efficiency for hydrogen isotope separation performance using nanoporous materials. One is the gating effect, which precisely controls the aperture locally by adjusting the temperature and pressure. The second is the breathing phenomenon, utilizing the volume change of the structure from closed system to open system. It has been reported that efficient hydrogen isotope separation is possible using these two methods, and each of these effects is described in detail in this review. In addition, a specific-isotope responsive system (e.g., 2nd breathing effect in MIL-53) has recently been discovered and is described here as well.

지구 온난화 이슈에서 가장 고질적인 문제 중 하나는 온실가스의 배출이다. 다양한 온실 가스 중 가장 높은 비중을 차지하는 이산화탄소(CO2)는 이를 분리하기 위해 연구자들이 지속적으로 연구를 진행해오고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 이산화탄소 기체를 분리하기 위해 poly(vinyl alcohol) (PVA) 기반 공중합체를 제조하여 기체 분리막에 활용했다. 공중합체는 자유 라디칼 중합법을 활용했으며, 곁사슬을 위한 단량체로 아크릴산(acrylic acid)를 사용하여 PVA-g-PAA (VAA) 그래프트 공중합체를 제조했다. 본 공중합체를 이산화탄소 기체분리막에 적용한 사례는 최초이며, 폴리설폰 지지체에 복합막 형태로 제조했다. 공중합체 합성 결과는 FT-IR을 통해, 합성한 공중합체 의 거동은 TEM과 DSC, TGA를 통해 분석하였다. AA 그래프팅을 통해 공중합체는 나노 구조를 형성하며, PVA의 결정화도를 급격하게 감소시켜 이산화탄소의 용해도를 증가시켰고, 이는 이산화탄소 기체 분리 성능을 향상시켰다. 이를 통해 이산화탄소 분리막 분야에 용액-확산 및 그래프팅 방법이라는 새로운 접근법을 제시하였다.

공유결합 유기 구조체(COF)의 한 가지로서, 공유결합 트리아진 구조체(CTF)는 이온 열 삼량 체화 반응을 통해 제조된 반복되는 육각형 트리아진 고리의 네트워크로 구성되어 본질적으로 다공성 구조를 가진다. 또한 일부 화학 물질에 대한 친화성을 높이고 다른 화학 물질을 배제하는 많은 질소 작용기를 포함한다. 조절 가능한 특성 때문에 많은 연구자들이 기체 및 액체 분리 공정을 위한 CTF의 소재를 합성하고 테스트했다. 새로운 CTF, 혼합 CTF 복합재 및 CTF 멤브레인에 대한 다양한 연구가 기체흡착, 기체분리(예 : CO2, C2H2, H2 등) 및 담수화에 대해 연구되었다. 일부 CTF 연구는 고급 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 한계와 잠재력을 결정했으며 후속 실험에서는 광촉매 특성에 대한 CTF를 테스트하여 더 큰 지속 가능성을 위한 재활용 가능성을 제안했다. 이 총설에서는 공유결합 트리아진 구조체 기반 분리막에 대해 설명할 예정이다.

파울링은 멤브레인 성질의 효과를 저해한다는 점에서 큰 문제다. 멤브레인의 표면적인 특성에 파울링의 영향이 감소하는 문제를 해결하기 위해 다양하고 기발한 멤브레인의 패턴화가 제시되었다. 패턴화된 멤브레인의 진행 과정과 멤브레인의 파울링 효과의 분리 과정을 이 글을 통해 짚어보려 한다. 패턴화된 멤브레인의 효과를 최대한 활용하는 다양한 분리 과정을 분석해야 하는데 바로 나노여과, 역삼투, 미세여과, 한외여과, 투과증발이다. 이러한 분리 과정들을 사용하면 파울링 효과를 줄이는데 큰 효과가 있다는 점이 증명되었다. 또한, 패턴화된 멤브레인에 이로운 요소도 더해진다. 각각의 패턴화된 멤 브레인과 분리 과정들은 플럭스, 염 제거율, 친수성 등에 대한 임계값을 구하는데 주목할 만한 결과가 나왔지만, 아직 파악되지 않은 부분을 확인할 필요도 있다. 본 총설에서는 분리공정을 위한 패턴화된 멤브레인의 효과에 대해 논의할 것이다.