간행물
한국막학회 학술발표회
- 발행기관 한국막학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 반년간
- 수록기간 2015 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 화학공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 570DDC 660
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2018년도 춘계 총회 및 학술발표회 (2018년 5월) 125건
초청강연 2
1.
2018.05
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Biogas produced in anaerobic digestion process has been considered as a renewable energy source. To recover biogas from the anaerobic effluent and thereby maximize the energy recovery from anaerobic processes, membrane contactor employing hydrophobic porous hollow fiber membrane has been applied. By optimizing the surface hydrophobicity and the porosity of membranes, a desirable CH4 flux could be achieved. Biogas recovered can be upgraded by applying required purification processes for the injection into natural gas grid or for the use as vehicle fuel. My group has synthesized various microporous materials including zeolites, metal-organic frameworks (MOFs) and amine-appended sorbents that are selectively transport CO2 molecule and incorporated them into polymeric films to design high performance gas separation membranes.
기체/증기 분리막 기술 1MA-1
2.
2018.05
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유기용매 나노여과(OSN, organic solvent nanofiltration) 분리막은 폴리이마이드(PI)나 폴리벤질이미디아졸(PBI)과 같은 특수 고분자의 개발, 상업화가 이루어지고 강한 유기용매에 견딜 수 있도록 가교를 통해 분리막의 내구성이 급격하게 향상되면서 저분자량의 합성, 정제 및 농축을 필요로하는 의약, 바이오, 식품산업에 획기적이고 효율적인 분리막 공정으로 주목 받고 있다. 하지만 여전히 고가의 고분자, 가교를 위한 복잡한 프로세스, 다량의 강한 용매 폐수 발생등 상업화를 이루는데 여러 가지 문제점들이 산재하고 있다. 본 연구는 기존 제막방식에서 벗어나 무독성의 용제를 사용하여 단일공정으로 유기용매 나노여과 분리막을 제막하고 그 특성을 연구하였다.
기체/증기 분리막 기술 1MA-2
3.
2018.05
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Membrane-based gas separation process is one of the next generations’ gas separation processes for carbon capture and storage (CCS). Membrane process has the advantages of i) low energy consumption without a phase change during the separation, ii) small footprint and easy scale-up of membrane modules, and iii) clean process without any emission of harmful byproducts. The hollow fiber membranes used in this study shows CO2 permeance over 900 GPU (1 GPU = 10-6 cm³/cm²⋅sec⋅cmHg). Using the hollow fiber membranes and modules, we established a moveable CO2 separation system including pretreatment of flue gas and 3-stages of membrane cascade. The system was installed at the several on-site flue gas sources, and the performance of pilot plant operation will be presented in the presentation.
기체/증기 분리막 기술 1MA-3
4.
2018.05
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이산화탄소 분리막은 이산화탄소에 대한 선택성이 우수하면서도 투과성이 뛰어나야 그 성능을 제대로 발휘할 수 있는데, 대부분의 고분자 분리막들은 투과도 및 선택도에 있어 매우 뚜렷한 상충관계를 보이고 있으며, 이러한 상충관계를 극복할 수 있는 고투과성 및 고선택성을 갖는 분리막의 개발이 시급하다 할 수 있다. 근래 PEG (polyethylene glycol)가 이산화탄소에 대한 투과선택도가 뛰어난 것이 밝혀져 많은 연구가 진행되고 있으며, 본 연구는 이에 더해 내구성이 우수한 표면고착된 PEG 함유 고분자 복합막을 제조하여 이의 이산화탄소에 대한 분리에 대하여 발표한다.
기체/증기 분리막 기술 1MA-4
5.
2018.05
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MOF는 높은 표면적, 균일한 공극, 크기를 가지는 새로운 클래스의 porous material 이다. MOF는 금속과 organic linker가 coordination 결합에 의해 연결되어 있고, 온도에 대한 강한 안정성을 나타내고, 높은 표면적 때문에 촉매, 분리, 개스저장 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 잠재력이 풍부하다. MOF는 zeolite보다 높은 표면적을 가지고 작용기를 organic linker에 따라 쉽게 바꿀 수 있는 장점 때문에 최근에 많은 관심을 받게 되었다. 다양한 MOF가 합성되었고 CO2/N2 선택도, 흡착량, 수분과 산성가스에 대한 안정성이 분석되었다. 최종적으로 선택된 MOF는 폴리머와 결합하여 하이브리드 멤브레인을 만드는 데에 사용되었다.
신진연구자 특별 발표 1MC-1
6.
2018.05
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Membrane distillation (MD) has shown the potential to further reduce the volume of coal seam gas (CSG) reverse osmosis (RO) brine. However, despite its potential, the lack of appropriate MD membranes limits its industrial use. Therefore, this study was aimed on the fabrication of a robust membrane for the treatment of real CSG RO brine via an air gap MD (AGMD) process. Here, graphene/polyvinylidene fluoride (G/PVDF) membranes were prepared through a phase inversion method. Surface characterization revealed that all G/PVDF membranes exhibited favorable membrane properties having high porosity and liquid entry pressure, and suitable pore size. AGMD test results indicated a high water vapor flux of 20.5 L/m²h. Long-term AGMD operation revealed the robustness of G/PVDF membrane with superior performance compared to commercial PVDF membrane.
신진연구자 특별 발표 1MC-2
7.
2018.05
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가솔린, 플라스틱, 섬유 등 수많은 일상 소재들의 원재료를 저에너지 및 저탄소 공정으로 생산하는 것은 석유화학 회사들의 초미의 관심사라고 할 수 있다. 특히 우리나라는 원유를 해외에서 수입하고 이를 분리 및 정제 하여 다양한 고부가 가치를 창출하는데 여러 집약된 기술에 의존하고 있다. 이와 같은 석유화학 원재료들이 복합적으로 섞여있는 혼합물로부터 비슷한 종류의 성분을 분리하는 공정에 전 세계적으로 막대한 양의 열에너지가 소비 된다. 본 발표에서는 석유화학 에너지 비용을 낮출 수 있는 멤브레인 기반 상온 액상 탄화수소 역삼투 분리 공정에 대해 소개하고자 한다. 특히 탄소 분자체 기반 분리막의 제조와 이의 응용에 대한 내용을 다루고자 한다.
신진연구자 특별 발표 1MC-3
8.
2018.05
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Membrane separation processes have been widely used in water purification or gas separation applications because of their process simplicity, low cost operation and small footprint. Nowadays, applications of ceramic membranes with high thermal, chemical and mechanical resistance has rapidly grown in new separation applications where the polymeric membranes cannot be used (e.g., high temperature, strong acidic/basic or solvent-contained corrosive feed solution). In this study, robust ceramic hollow fiber membranes were prepared by extrusion-phase inversion followed by sintering. The effects of preparation conditions on membrane characteristics were studied to improve the separation performance of ceramic membranes. In addition, a variety of modification methods and applications based on ceramic hollow fiber membranes will be discussed.
신진연구자 특별 발표 1MC-4
9.
2018.05
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Pressure-retarded osmosis (PRO) is one of the promising candidates to reduce the reliance on fossil fuels by harnessing energy from the salinity gradient between high-saline and low-saline water. Based on recent advances in the membrane technologies, PRO has re-emerged as a potentially viable energy option. However, several challenges still remain before PRO can reach the commercial stage. Within this context, the objective of this research was to assess the techno-economic feasibility of PRO and PRO-hybrid processes. In particular, model-based performance analysis were conducted for the PRO-hybrid systems. In addition, the influence of colloidal fouling on the performance of PRO process was further investigated. It is expected that this research would help comprehensively understand the PRO-hybrid processes thereby activate further development.
수처리용 분리막 소재 Ⅰ 1MB-1
10.
2018.05
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본 연구에서는 폴리아미드 층 내에 그래핀 옥사이드를 첨가시킴으로써 피페라진 기반 나노여과막의 내산성을 높이고자 하였다. 50% 황산 용액에 나노여과막을 침지시키며 주기적으로 MgSO4 염제거율을 확인한 결과, 그래핀 옥사이드 함유 나노여과막의 경우 95% 이상으로 염제거율을 유지한 기간이 대조군에 비해 4.7배로 길어졌다. 이에 반해, 산화 탄소 나노 튜브는 그래핀 옥사이드와 비슷한 화학적 특성을 가지고 있음에도 나노여과막에 첨가했을 때 내산성에 큰 효과를 나타내지 못하였다. 이에 그래핀 옥사이드의 화학적 성질에서 기인하는 폴리아미드 돌출 희생층이나 폴리아미드와의 수소결합보다 형태적 특성에서 기인하는 장벽 효과가 내산성 향상에 가장 주요한 역할을 했다고 여겨진다.
수처리용 분리막 소재 Ⅰ 1MB-2
11.
2018.05
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반도체용 초순수를 생산하는 공정에서 수질관리를 위해 카트리지 필터, 한외여과막, 역삼투막, 탈기막, 이온교환막, 최종생산수용 한외여과막 등 다양한 종류의 분리막이 적용되고 있다. 분리막 공정은 종래기술과 비교하여 동등이상의 성능과 운전의 용이함과 설치면적의 최소화 등 부수적인 장점을 가지고 있다. 유입수의 수질에 따라 전처리 필터의 종류 및 기능이 결정되며, 최종수의 폴리싱 부담을 줄이기 위한 분리막 공정의 구성 등이 중요하다. 본 연구에서는 반도체용 초순수 실증파일럿플랜트의 공정 최적화를 위해 분리막 공정의 구성 및 운전방법에 따른 성능 등을 평가하는 연구를 진행하였다.
수처리용 분리막 소재 Ⅰ 1MB-3
12.
2018.05
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Recently, among the water treatment technologies, the forward osmosis (FO) system has been received much attention due to the advantages in energy consumption. However, the practical application of the FO system has been limited because of the remaining obstacles such as the absence of both adequate draw solute and efficient membrane. In this study, polymers having lower critical solution temperature (LCST) and upper critical solution temperature (UCST), one of the temperature-responsive characteristics, are used as the draw solutes. These materials could be recovered easily by heating them to above their LCST and to below their UCST, respectively. Finally, we believe that our results will provide insight into the synthesis of temperature-responsive draw solutes for water treatment applications.
수처리용 분리막 소재 Ⅰ 1MB-4
13.
2018.05
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본 연구에서는 상용화 된 piperazine 기반 NE70 및 m-phenylene diamine 기반 NE90 나노여과막을 15 wt% 황산 수용액 조건에서 산 노출 뒤의 표면 특성평가를 통해 분리막의 내산성 평가를 진행하고자 한다. 표면 특성 평가(SEM/FT-IR/ToF-SIMS 등)를 통해 piperazine 기반 분리막이 낮은 내산성을 가짐을 확인하였다. 이러한 특성을 이용하여, piperazine 기반 NE70 분리막을 황산에 후처리를 하게 될 경우 분리막 기공을 조절할 수 있음을 확인하였으며, 최적화된 후처리 조건에서 서로 다른 분자량을 가지는 erythromycin (Mw ~ 734 Da) 과 vancomycin (Mw ~ 1486 Da) 항생제를 농축시키는 공정에 응용하였다.
수처리용 분리막 소재 Ⅱ 1MD-1
14.
2018.05
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Power plants consume a major fraction of water to generate electricity, typically in the range between 30 - 50% of all fresh water sources. Most of the water from plants are lost with heat through stack and cooling towers. It has been reported that if 20% of these water can be recycled, power plants can be self-sustainable, allowing them to be located with higher flexibility. Membrane contactor can be an effective solution to harness this source of water, but most of the work have been focused on dense vapor separation membranes with limited success. In this work, we investigated potential application of membrane condenser technology to harness fresh water from power plants.
수처리용 분리막 소재 Ⅱ 1MD-2
15.
2018.05
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폴리아마이드 역삼투 분리막은 우수한 분리성능(염제거율, 수투과도)으로 인해, 해수담수화 공정의 핵심소재로 널리 사용되어오고 있다. 하지만, 해수내 존재하는 오염원에 의해 막표면이 오염(파울링)되어 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있어, 분리막의 내오염성을 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어져 왔다. 기존 연구는 주로 분리막 표면을 화학적으로 개질하는 방식에 의존하였으나, 장기간 내오염성이 유지되지 못하는 단점을 가지고 있다. 최근 분리막의 표면구조를 제어하여 내오염 특성을 부여하려는 연구가 시도되어 왔다. 본 연구에서는 새로운 분리막 표면구조 제어기술을 활용하여, 내오염특성이 우수한 생체의 표면구조를 모사한 역삼투 분리막을 제조하고, 우수한 내오염성을 구현하였다.
수처리용 분리막 소재 Ⅱ 1MD-3
16.
2018.05
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Membrane bioreactors (MBRs) have big issue on high aeration energy. In this study, reciprocation of membrane was adapted to mitigate membrane fouling. Inertial force induced by reciprocation removed foulants from membrane surface. Pilot plant with capacity of 1,100 m³/day was operated for 8 months in Singapore. The result showed stable trans membrane pressure (TMP) and low permeate turbidity below 0.1 NTU at 25 LMH. It also showed 60 times less energy consumption than conventional MBR. Low dissolved oxygen in membrane tank resulted in higher nitrogen removal. Long-term reciprocation requires very strong membrane modules. Braid reinforced membrane and its modules were optimized to reciprocation. The evaluation of them after the operation showed there was no change in all their properties.
수처리용 분리막 소재 Ⅱ 1MD-4
17.
2018.05
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분리막에 관한 최신의 연구에서는 다양한 분야의 기술을 분리막 분야에 차용하여, 분리막의 성능을 증진시키고 있다. 특히 나노기술과 분리막 제조 기술의 융합연구는 최신 분리막 연구 분야의 하나로 주목받고 있으며, 다양한 나노-하이브리드 분리막이 연구되고 있다. 본 연구에서는 1) 패터닝 기술을 도입한 패턴 분리막의 제조 - 나노 기술의 하나인 패터닝 기술을 분리막 제조 공정에 융합하여, 표면이 패턴화된 분리막을 제조하고 그 성능을 평가하였다. 2) MIL-100(Fe)/CS 등의 나노 입자를 포함하는 분리막의 제조 - 특별한 목적을 가지고 있는 나노입자(MIL-100(Fe)/CS의 경우 항균성 및 친수성)를 분리막 제조에 적용하여 분리막의 막오염 저감 효과를 증진한 분리막을 제조하였다. 에 대한 연구 결과를 발표하고자 한다.
에너지 분리막 기술 2MA-1
18.
2018.05
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이산화탄소 전환 기술은 이산화탄소를 원료로 유용한 화합물을 생산하는 기술로서 지속적인 탄소원의 활용 및 고부가 가치의 화합물 생산을 통한 이익 창출이 가능하다. 다양한 이산화탄소 전환 기술 중에서도 전기 에너지를 이용한 이산화탄소 전환 기술은 유용 화합물 생산 외에도 신재생에너지 저장 기술로 활용할 수 있어서 최근 그 중요성이 부각되고 있다. 그러나 열역학적으로 안정한 이산화탄소의 환원 반응은 많은 에너지를 필요로 하므로 기술의 경제성 확보 및 실질적인 탄소 중립을 구현하기 위해서는 생성물에 대한 높은 선택성을 가지는 촉매 개발 및 효율적인 반응 시스템 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 고분자 전해질 막을 이용하여 전기화학적 이산화탄소 전환을 통해 개미산염을 제조하였다.
에너지 분리막 기술 2MA-2
19.
2018.05
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SiHCl3를 제조하는 공정에서 배출되는 클로로실란 혼합가스 중 수소의 재이용을 위하여 분리공정이 필수적이며, Pd계 분리막이 사용될 수 있다. 일반적인 Pd분리막의 경우 300°C 이하에서 수소 흡착에 의한 취성문제와 공존하는 불순물가스에 의한 손상문제가 있을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 해결하고자 Pd layer 위에 Ru을 무전해 도금하여 Pd/Ru 복합 분리막을 제조하였고 저온에서 수소 투과도 및 안정성을 평가한 결과 180°C에서 50일 동안 수소에 의한 취성이 발생하지 않았으며 1.8 m3m-2h-1의 안정적인 투과량을 나타내었고. 또한 5% HCl, 0.5% SiHCl3가 포함된 가스를 225°C의 온도에서 2 bar로 주입하였을 때 9 hr 동안 Pd/Ru 복합 분리막이 손상되지 않고 수소의 투과량이 2.0 m3m-2h-1 이상으로 유지됨을 확인하였다.
에너지 분리막 기술 2MA-3
20.
2018.05
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Membrane potential is based on the difference in electric potential between membrane that is induced by the concentration differences. This study focused on membrane synthesis for ultra-thin ion exchange membrane. Using those membranes, prototype concentration cell were produced. Interestingly, those concentration cells responds to all external changes, for example, vibration, bending, temperatures. We expect that the concentration cells could extract the useful energy from any type of low-degree energies.
