간행물
멤브레인 KCI 등재 Membrane Journal
- 발행기관 한국막학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1226-0088 (Print)2288-7253 (Online)
- 수록기간 1991 ~ 2024
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- 십진분류KDC 570DDC 660
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Volume 1 No.1 (1991년 12월) 9건
1.
1991.12
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Membrane technology has gained tremendous acceptance by industry in recent years. A long dormant period of laboratory research in academia and industry has evolved into a new era of commercial growth. The total sale of membranes is still modest compared to the major technologies, yet it is one of the fastest growing industries. This can be best illustrated by inspecting the market place. In 1990, the total sales of worldwide membranes was estimated to be approximately 1.6 billion with an annual increase rate of 15%. This means that the estimated total sales of membrane based industry is nearly 5 billion annually. Equally important evidence is an increase in research activities, as demonstrated by the explosion of publications and proliferation of membrane meetings. A number of research centers have sprung up around the world in addition to newly emerging membrane companies and membrane research groups eventually translated into some form of publication. As an example of the rapid growth in membrane research, the number of papers submitted to the Journal of Membrane Science alone was almost 2000 and the number of papers accepted was over 1300 in 1990.The worldwide membrane research expenditure in 1990 was estimated to be around 127 million consisting of 76 million(60%) by industry and 51 million by governments, which can be broken down to 11 million in the U.SA., 20 million in Japan, and 20 million in Europe.
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2.
1991.12
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Since the discovery of the Loeb-Sourirajan reverse osmosis membrane, thirty years have passed and many membrane technologies and new membranes for applications have been developed in the world. In the early stage of these developments Japan has not contributed much, but from the middle of 70ties Japan has started its own R&D projects starting from the desalination technology, and now various private industries and government ministries are actively engaging in R & D of membrane technologies in Japan. In Table 1 the chronological developments of important events of developments and projects relating membrane technologies inside and outside of Japan are introduced and their details will be explained. The first membrane technology applied in the Japanese industry was a electrodialysis(ED) process using ion-exchange membranes. These membranes were first developed in early 50ties and the Japanese government decided to use this method for concentration of sea-water to produce salt, which was then produced by solar evaporation. This development program started from 1960 by the Japan Monopoly Corp.(at that time). To apply ED process for sea-water concentration it was necessary to develop ion-exchange membranes having very low electric resistance to avoid energy loss due to Joule heat, and those having selectivity to permeate single valent ions only to avoid scale formation in the ED stacks. Three Japanese companies, Asahi Glass, Asahi Chemical and Tokuyama Soda, have succeeded to develop such membranes, and until 1971 all of the seven salt manufacturing companies had adopted ED for production of food salt.
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3.
1991.12
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열유도 상분리법을 이용하여 제조되는 분리막의 구조 변화를 열역학 및 속도론적 관점에서 고찰하였다. Polypropylene과 희석제로서 n-alkanes, n-fatty acids, n,n-bis(2-hydroxyethyl) tallowamine을 model system으로 하였다. 고분자/희석제 system의 상변화의 종류에 따라 다양한 형태의 분리막구조가 얻어졌다. 분리막의 구조에 영향을 미치는 변수로서 고분자/희석제간의 interaction parameter, 희석제의 분자 크기, 용액의 조성, 냉각 조건, 희석제의 결정화 온도 등이며, 각 변수의 역할을 전자현미경을 사용하여 규명하였다. 열유동 상분리법에 의하여 제조된 분리막은 inter-spherulitic 및 intra-spherulitic pore의 이중 구조로 이루어짐을 확인하였다.
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4.
1991.12
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합성고분자막을 이용하여 액체혼합물을 분리하는 공정은 오래전부터 알려져 왔다. 바다물로부터 역삼투법이나 전기투석법을 이용하여 탈염하는 공정이라든지 한외여과 또는 정밀여과법을 이용하여 초순수를 제조하는 공정등은 현재 대단한 기술적, 상업적 의미를 갖으며 산업적으로 발전하고 있다. 더욱 최근에는 합성고분자막이 여러 기체혼합물 분리에 응용되고 있다. 예를 들면 석유화학 폐가스나 암모니아 공장에서 수소의 회수나 공기중의 산소나 질소의 부화등은 막이 아주 유용한 도구로 사용되어 온 두가지 중요한 분야이다. 고분자막이 특정한 물질분리에 맞도록 고안될수 있게 된 이래로 재래식 방법으로는 곤란한 분리문제들이 막공정에 의해 다루어질수 있게 되었다. 이같은 문제중 하나가 폐수중 유기용제등 유기물의 제거이다. 특히 할로겐화 유기물, 살충제, 농약등 오래전부터 독극물로 알려져온 물질들을 폐수로 부터 제저하는데 많은 노력이 경주되어 왔다. 이러한 연구에도 한외여과법이나 역삼투법등의 막분리공정이 응용되어 보고된 바 있다.
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5.
1991.12
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물에 대해 수착선택성이 높은 아세트산 셀룰로오스 치밀막(CA막)과 에탄올에 대해 수착선택성이 높은 실리콘 고무막(SR막)을 통한 물(1)/에탄올(2) 이성분 혼합액의 투과증발에 있어서 막의 친화성과 최적 조업조건의 관계를 조사하였다. CA막과 SR막을 제조하여, 이들 막에서의 수착량, 수착선택도, 투과증발 분리도 및 투과증발 속도를 실험으로 구하고 서로 비교하였다. 하류압력의 영향을 Thompson다이아그램을 써서 분석하였고, 공급액 농도와 조업 온도 변화에 따른 수착 및 투과증발 특성을 활동도 계수, 가소화 효과, 활성화에너지 등으로 설명할 수 있었다. CA막을 사용한 물의 분리의 경우에는 물에 대한 투과증발 분리도 ([α21]PV) 및 투과증발 속도 모두 하류압력이 낮고, 공급액의 농도가 중간 정도이고, 온도가 높은 조업조건이 유리하였다. 그러나 SR막을 사용한 에탄올의 분리의 경우에는 에탄올에 대한 투과증발 분리도 ([α21]PV) 는 하류압력이 높을수록, 공급액 중의 에탄올 농도가 낮을수록, 조업온도가 낮을수록 증가하였지만, 투과증발 속도는 반대의 경향을 나타내었다.
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6.
1991.12
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가교제의 양과 희석용매의 종류(톨루엔, 시클로헥산, 시클로-핵산올) 및 희석용매의 비에 따라 양이온 교환막인 술폰화 폴리스티렌-디비닐벤젠 공중합체 분리막을 합성한 후 특성화하고, pH와 초기농도의 변화에 따른 유기산 투과량의 변화를 고찰하였다. 제조한 막은 가교제의 양이 감소할수록, 단량체 용액의 희석정도가 클수록 함수율과 이온교환용량은 증가하는 경향을 보였다. 희석용매로는 시클로헥산올을 사용한 막이 다른 용매를 사용한 막에 비해 더욱 다공질이고 큰 함수율과 이온교환용량을 보였다. 유기산의 투과실험에서는 수용액상의 포름산, 아세트산과 같은 카르복시산은 pH가 pKa보다 낮아질수록 투과량이 증가하였으며, 아미노산인 L-알라닌은 등전점 pH에서 투과량의 최소치를 나태내었다. 한편, 모든 유기산에 대하여 초기농도 증가에 따른 플럭스의 변화는 전형적인 포화속도론적 경향을 나타내었다.
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7.
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본 연구는 수면전개법으로 고분자 박막을 제조하기 위한 연구로서 PVC 및 CA의 고분자용액의 수면전개 거동과 생성된 박막의 구조특성을 검토하였다. 고분자용액의 수면전개성은 고분자용액의 용매선정에 따른 표면장력, 점도의 변화와 고분자의 농도변화에 따라 영향을 받았다. 또한 수면온도가 증가함에 따라 전개성은 저하되었다. 수면전개 박막의 구조는 고분자농도가 증가할수록 치밀하여 졌으며, 막의 응집상태는 공기면측과 수면측이 다르게 나타나 공기면측의 상태가 다소 치밀하였다. 또한 수면의 온도가 증가할수록 막의 구조는 더 치밀함을 보였다. 한편 3 wt.%의 CA용액으로부터 0.1μ의 두께를 갖는 박막을 얻었다.
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8.
1991.12
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PP 및 PTFE 실관막을 이용하여 xylene-HAc(acetic acid)-water계, MIBK-ethanol-water계 및 TBP-ethanol-water계에서의 압력차 변화, 수용상 및 유기상 유속 변화에 따른 아세트산 및 에탄올의 투과추출 실험을 행하였다. xylene-HAc-water계에서 구한 막상에서의 물질전달계수로 부터 실관막의 굴곡률을 구할 수 있었는바, PP 재질의 Celgard X10-400 및 PTFE 재질의 Tex TA001실관막의 굴곡률은 각각 1.82 및 1.43이었다. 에탄올의 투과추출시 투과 flux 및 총괄물질전달계수는 추출 용매로서 MIBK를 사용한 경우가 TBP를 사용한 경우보다 큰 것으로 나타났으며 이러한 경향은 유기상 유속이 증가함에 따라 뚜렷이 나타났다. 또한 총괄물질전달계수는 유기상 유속의 증가에 따라 비선형적으로 증가하였는 바, 이들 사이에 Ko∝Vor-0.35인 관계가 있음을 확인하였다. 에탄올의 투과추출에 있어서 Gore Tex TA001실관막을 사용한 경우 율속단계는 막상에서의 물질전달이었다.
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9.
1991.12
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미국 캘리포니아주 Orange County에 위치한 Water Factory 21(WF-21)은 생물학적 처리공정을 거친 도시하수를 재생하여, 이 재생수를 지하수지층으로 유입되는 해수의 침투를 막기 위한 Reinjection System에 이용하고 있다. 장치 구성 공정은 Lime처리, Air Stripping, 사여과, 활성탄처리, 역삼투막 및 염소처리 등으로 이루어지며, 이에 대한 각 처리공정의 효율성에 대하여 실험을 실시하였다. 3년간의 장기간에 걸친 실험결과로부터, 도시하수에 대한 RO Membrane 처리수는 음료 수질 기준에 적합한 고수질의 물을 생성할 수 있음을 입증했다. Pilot Plant 실험에선 Lime Clarifier만으로 전처리를 실시하여 성공적인 결과를 얻었으며, 또한 저압 (250 psi)이 적용된 새로운 Membrane을 사용하여 에너지 절약을 통한 비용 절감 효과에 대한 실험도 상당한 가능성을 보여주었다.
5,200원
