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본 연구는 전기투석과 용매추출을 융합한 희유금속 회수 공정에서 분리막과 음이온교환막의 개질을 통해 유기상 과 수상에 대한 분리막의 낮은 젖음성 및 AEM을 통한 수소이온 투과로 인한 금속이온의 회수 효율 감소를 개선하였다. 구체 적으로, 분리막 표면 중 한면은 polydopamine (PDA) 통한 친수성 개질, 다른 면은 SiO2 또는 graphene oxide를 통한 친유성 개질을 함으로써 분리막의 젖음성을 개선하였다. 또한, 음이온교환막의 표면을 polyethyleneimine, PDA, poly(vinylidene fluoride) 등을 이용, 개질해 수분 흡수(Water uptake) 감소 및 기공구조 변화를 통해 수소이온 수송을 억제해 수소이온 투과를 억 제할 수 있다. 개질된 막 표면 형상과 화학적 특성 및 조성은 주사전자현미경과 푸리에변환 적외선 분광법을 통해 확인되었 고, 이를 구리 이온 회수 시스템에 적용해 향상된 추출 및 탈거 효율과 수소이온 수송 억제능을 확인하였다.
This study presents the improved recovery efficiency of rare metal ions through the modified separation membrane wettability and hydrogen ion permeation in the anion exchange membrane (AEM) under the recovery process of combined electrodialysis and solvent extraction. Specifically, the wettability of the separator was enhanced by hydrophilic modification on one separator surface through polydopamine (PDA) and lipophilic modification on the other surface through SiO2 or graphene oxide (GO). In addition, the modified surface of AEM with polyethyleneimine (PEI), PDA, poly(vinylidene fluoride) (PVDF), etc. reduces the water uptake and modify the pore structure for proton ions generation. The suppressed transport resulted in the reduced hydrogen ion permeation. In the characterization, the surface morphology, chemical properties and composition of membrane or AEM were analyzed with Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform-Infrared Spectroscopy (FT-IR). Based on the analyses, improved extraction and stripping and hydrogen ion transport inhibition were demonstrated for the copper ion recovery system.
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2.1. 재료 및 시약
2.2. 분리막/AEM의 개질 및 합성
2.3. 물질 분석
3. 결과 및 고찰
3.1. 개질된 분리막의 표면 분석
3.2. 개질된 AEM의 표면 분석
3.3. 개질된 PE 분리막의 화학적 구조 분석
3.4. 개질된 AEM의 화학적 구조 분석
3.5. 개질된 분리막의 성능 분석
3.6. AEM의 성능 분석
4. 결 론
감 사
Reference
