The present polymer have a conjugated polymer backbone system with the designed substituents. The photoluminescence peak of polymer was observed at 525nm, which is corresponded to the photon energy of 2.36 eV and the band gap of poly(EBA) was 2.38 eV. The cyclovoltamograms of the polymer exhibited the irreversible electrochemical behaviors. It was found that the kinetics of the redox process of this conjugated polymer might be mainly controlled by the diffusion process from the experiment of the oxidation current density of polymer versus the scan rate.

The instrumental analysis data on the polymer structure revealed that the poly(PA) have the conjugated polyene backbone structure with phenyl substituents. The band gap energy of poly(PA) was estimated to be 2.51 eV and the photoluminescence spectra of poly(PA) showed that the photoluminescence peak is located at 439 nm, corresponding to a photon energy of 2.82 eV. The cyclovoltamograms of poly(PA) exhibited that the irreversible oxidation and reduction were occurred at 0.38V and 0.93 V, respectively (vs Ag=AgNO3). The redox current value gradually increased as the scan rate increased.

We have synthesized new alkylated indenopyrazine homopolymer and its copolymer having an alkylated spirofluorene moiety. Poly(6,6,12,12-(Tetra-2-ethylhexyl)-6,12-Dihydrodiindeno[1,2-b:1,2-e]pyrazine-2,8-diyl) [PEHIP] and Poly(6,6,12,12-(tetra-2-ethylhexyl)-6,12-dihydrodiindeno[1,2-b:1,2-e]pyrazine-co-20,30,60,70-tertrakis-octyloxy-9-spirofluorene) [PEHIPSF] were polymerized by using Yamamoto reaction. PEHIP and PEHIPSF showed the PL maximum values of 470 nm and 454 nm in PL spectra. The PEHIPSF was fabricated into an EL device and it exhibited the EL maximum value of 463 nm.

An ionic polyacetylene with the pendent N-glycidylpyridinium bromide, poly(2-ethynyl-N-glycidylpyridinium bromide), was synthesized in 91% yield by the activated polymerization of 2-ethynylpyridine with epibromohydrin without any additional catalyst or catalyst. This polymer exhibited characteristic UV-visible absorption band at 515nm and yellow PL spectrum at 598nm corresponding to the photon energy of 2.07 eV. The cyclovoltamograms of polymer exhibited the electrochemically stable window in the region of 1.41.8V and the redox current value gradually increased as the scan rate increased. The kinetics of the redox process of polymer was found to be well-controlled by the reactant diffusion process from the experiment of the oxidation current density of PEGPB versus the scan rate.

We synthesized new hole-transporting material, N,N'-diethyl-3,3'-bicarbazyl (E-Cvz-2), 9,9'-diethyl-6-(9-ethyl-carbazol-3-yl)-3,3'-bicarbazole (E-Cvz-3), 6-(9,9'-diethyl-3,3'-bicarbazol-6-yl)-9,9'-diethyl-3,3'-bicarbazole (E-Cvz-4A) and 9-ethyl-6-(9-ethyl-3,9'-bicarbazol-6-yl)-3,9'-bicarbazole (E-Cvz-4B). EL luminance efficiencies of E-Cvz-2, E-Cvz-3, E-Cvz-4A and E-Cvz-4B devices were found to be 4.77, 5.68, 4.27 and 4.64 cd/A, respectively, when synthesized materials are using as a HTL material. The luminance efficiency of E-Cvz-3 is 25% higher than that of NPB, a commercialized HTL material used as a reference in this study.

Three new asymmetric light emitting organic compounds were synthesized with diphenylamine or triphenylamine side groups; 10-(3,5-diphenylphenyl)-N,N-diphenylanthracen-9-amine (MADa), 4-(10-(3,5-diphenylphenyl)anthracen-9-yl)-N,N-diphenylaniline (MATa), and 4-(10-(30,50-diphenylbiphenyl-4-yl) anthracen-9-yl)-N,N-diphenylaniline (TATa). MATa and TATa had a PLmax at 463 nm in the blue region, and MADa had a PLmax at 498 nm. The EL efficiency and color coordinate values (respectively) were 10.3 cd/A and (0.199, 0.152; bluish-green) for the MADa device, 4.67 cd/A and (0.151, 0.177) for the MATa device, and 6.07 cd/A and (0.149, 0.177) for the TATa device. The TATa device had a high external quantum efficiency (EQE) of 6.19%, and its luminance and power efficiencies and life-time were more than twice those of the MADN device.

Commercial polystyrene-based ion exchange membranes have simple manufacturing processes, they also possess the poor durability due to their brittleness. Poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate with hydrophilic side chain of poly(ethylene glycol) (PEG) was used as a co-monomer to make the membranes have improved flexibility. Hydrophilicity of the anion exchange membrane was able to be adjusted by varying the chain lengths of the PEG polymers. For the preparation of the anion exchange membranes, a porous PE substrate was immersed into monomer solutions and thermally polymerized and crosslinked. The prepared membranes were then subsequently post-aminated using trimethylamine(TMA). The prepared pore-filled anion exchange membranes were evaluated in terms of ion exchange capacity(IEC), electric resistance(ER) and water uptake.

A membrane contactor technique is proposed to selectively remove the SO2 gas from the ship exhaust gas. Membrane contactor system operates with two independent streams of liquid and gaseous phase, with a large contact area between the streams, resulting in high mass transfer coefficient values. In this study, hydrophobic polypropylene substrate was used to greatly minimize the wetting of the membranes. The performance of three absorbents -distilled water, NaOH, and Na2SO3 aqueous solution- was investigated in terms of SO2 removal efficiency within a specific range of different parameters (gas flow rate, absorbent molarities, liquid flow rate, L/G ratio). Finally, optimum operating parameters for a high SO2 removal efficiency were suggested; and the overall mass transfer coefficient and HTU values were examined.

본 실험에서는 실제 원수와 모사 원수를 이용하여 유기막(PES, PVDF 및 PTFE)을 이용하여 재질에 따른 막오염 특성을 분석하고자 하였다. 먼저 원수를 운전압력 1kgf/cm2로 여과하였다. 재질별 소요된 여과 시간은 약 5분, 약 13분, 약 17분으로 각각 나타났다. 또한 모사 원수 실험을 진행하였고, 원수 실험과 동일한 결과를 나타냈다. Jucker 와 Clark(1994)에 따르면 소수성 재질의 막이 유기물 흡착에 의한 Flux 감소가 크다고 보고하였고, 본 실험에서도 소수성 재질의 막이 높은 Flux 감소율을 나타났다. 실험 결과를 통해 막 재질 특성이 조류 유입에 따른 Flux 감소율에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구는 환경부의 “환경정책기반공공기술개발사업”으로 지원받은 과제입니다.

알칼라인 수전해 공정에 사용되는 복합 분리막은 고분자와 나노 세라믹 입자로 구성되며 기계적 안정성과 높은 이온 전도성을 가지는 것이 필수적이다. 나노 세라믹 입자는 알칼라인 용액 내 수산화이온(OH-)의 전도성을 높인다고 보고되어 왔으나 세라믹 입자의 비율에 따른 OH-의 관계와 효과의 이해가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 여러 물성 측정(버블포인트, 이온 저항 등)을 통하여 분리막 성능에 입자의 비율이 미치는 영향과 원인을 연구하였다. 입자의 비율이 증가하면 이온 저항은 감소하며, 높은 버블포인트를 유지한다. 이는 분리막 내의 OH-증가로 이온 저항이 낮아지며, 입자의 밀집한 배열이 버블포인트를 유지하는 것으로 판단된다. 따라서 비율의 증가에 따라 OH-상호 작용으로 높은 전도성과 안정성을 가져온다.

고체 알칼리 연료전지에서는 작동 시 물이 생성되어 water flooding 현상이 나타나는 산화극과 반대로 물이 소진되어 water drying 현상이 나타나는 환원 극과의 water balance 가 매우 중요하다. 이번 연구에서는 기존의 상용막(Fuma tech)을 사용하여 막의 양면에 solvent assisted lithography를 통해 서로 엇갈린 라인 패턴을 형성하였다. 양면 패터닝을 통해 오믹저항의 감소와 함께 water back-diffusion을 향상시켰으며, 넓어진 계면에 의해 산화극의 mass transport를 향상시킬 수 있었다. 또한, 환원극에서는 넓어진 계면에 의해 촉매의 활용률이 증가하였고 이러한 복합적인 효과를 통해, 1.0 Wcm-2 라는 고성능을 얻을 수 있었다.

물 부족 현상의 해결책으로 저에너지 해수담수화가 가능한 정삼투 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 정삼투는 다양한 수처리 분야에 적용이 가능하며 낮은 비용, 낮은 에너지 소비량, 낮은 막오염의 장점을 가지며 이로 인해 최근 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근에는 고분자 전해질을 이용한 유도용질, 온도감응성 고분자를 이용한 유도용질, 나노재료를 이용한 나노파티클 유도용질의 연구가 진행되었으나 상용화에는 이르지 못하고 있다. 본 연구에서는 분자량 약 800의 폴리에틸렌이민을 카복실산 금속염의 형태로 치환함으로써 물에 대한 용해도가 큰 PEI800-K을 합성하였다. 이를 유도용질로서 성능평가를 진행하여 다른 유도용액과 비교실험을 수행하고, 정삼투 후 유도용질의 회수를 위해 나노여과를 사용하였다.

본 실험에서는 대청호에서 발생한 남조류를 대상으로 SiC(Silicon carbide) 평막의 최적 운전조건을 도출하고자 하였다. 이를 위해 원수 농도에 따른 투과플럭스, 응집제 주입 조건, Air scrubbing 조건, 역세척(Backwashing) 유량 및 시간, 여과 및 역세척 시간, 응집제 종류 및 주입 농도 등에 대해 안정적으로 운전이 가능한 최적 조건을 도출하였다. 특히, 저농도의 응집제 주입에도 음전하를 띄는 조류 입자들과 전기적으로 중화를 일으켜서 생성된 미세 플럭들이 SiC 평막의 막표면에서 투수성을 증가시킨 것으로 사료된다. 이를 통해 도출된 설계인자로 제작한 Pilot Plant를 조류 제거시 적용하고자 한다. 본 연구는 환경부의 “환경정책기반공공기술개발사업”으로 지원받은 과제입니다.

본 실험에서는 조류 제거 및 농축을 위해 Silicon Carbide(SiC) 재질의 침지형 세라믹막을 적용하여 운전 특성을 평가하고자 하였다. SiC 세라믹막은 막표면이 음전하를 띄어 음전하를 띄는 조류 제거에 적용이 가능하고 고유량으로 역세척(Backwashing)을 할 수 있어 고농도의 조류 농축시에도 적용이 가능하다. 역세척 유량과 역세척 시간, 역세척수 수온, 역세척수에 차아염소산나트륨 주입 유무, 여과/역세시 air scrubbing 유량에 따라 역세척 효율을 평가하였으며 Jar test를 통해 선정한 농도로 응집제 주입 유무에 따라 운전 특성을 비교하였다. 또한 동일한 조건에서 세라믹막과 유기막의 운전 특성과 비교하였다. 본 연구는 환경부의 “환경정책기반공공기술개발사업”으로 지원받은 과제입니다.

Anion exchange membrane (AEM) with fixed charged cationic groups can selectively transport anionic molecules such as hydroxide anions. The AEM materials have been widely used in the wide range of applications such as polymer electrolyte fuel cells, water electrolysis, and reverse electrodialysis and electrodialysis. Commercially available AEM materials show high electrochemical resistance owing to their chemical architectural features leading to less separated hydrocarbon morphologies. Very low solubility to casting solvents and weak chemical durability to alkaline atmosphere of the AEM materials also makes it difficult to make thin and tough AEM membranes. In this study, AEM materials composed of perfluorinated architectures with improved chemical durability and intrinsically well separated morphologies were developed and evaluated.

본 연구는 냉동전처리 기술이 분리막 기반의 슬러지 탈수공정에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 냉동법은 응집법이나 원심분리법과는 달리, 슬러지 Cell lysis를 통해 Cell의 체액을 유출시킬 수 있음을 확인하였다. Cell lysis 이후 슬러지를 정밀여과법으로 분리하여 슬러지 탈수효율을 증가시키고자 하였으나, 냉동전처리로 인해 슬러지의 모세관 흡입시간과 여과소요시간이 약 13배 증가함으로써 슬러지 탈수효율이 감소하였다. 이는 슬러지로부터 방출된 유기물에 의한 슬러지 케이크 형성과 작은 슬러지 입자에 의한 세공차단현상에 의한 것이다. 적절한 공극 크기 및 슬러지 흡착에 내성을 갖는 분리막의 개발이 이루어 진다면, 냉동전처리와 분리막 공정의 혼성화기술은 슬러지 탈수에 적용 가능할 수 있을 것으로 보인다.

Chlor-alkali (CA) membranes as key materials to generate chlorine gas and sodium hydroxide are composed of sulfonic acid layer (S-layer) and carboxylic acid layer (C-layer) to provide fast sodium ion transport and slow hydroxide ion diffusion, respectively. Aciplex F, a representative CA membrane is made in a double layer form via thermal adhesion of both layers after each single layer film is independently fabricated. Unfortunately, the membrane fabrication induces delamination particularly in their interface as a result of hydroxide ion diffusion occurring during CA operation, leading to rapid increase in electrochemical overpotential. In this study, selective chemical conversion technique was developed to solve the delamination issue. Their effectiveness was proved by applying the same concept to a wide range of PFSA membrane.

Although SWRO treatment shows high performance, a major problem associated with the biological growth of algal blooms (AB) still exists in many areas. This study reviewed the current applications of pretreatment for the removal of AB-forming species in seawater and identified limitations to highlight future research areas. In addition, we evaluated pretreatment techniques such as meshed tube bio-filtration (MTBF) and UV oxidation, with the aim of marine algal cells and marine algal organic matter (AOM) removal, respectively. Vital indicators for ABs quantification, effects of the AB-forming species’ properties (size/shape, cell rigidity and toxicity/mobility) on treatment, and potential problems during AB-forming species removal were also visited.

In this study, we prepared thin composite membranes in which a support layer and a selective layer are covalently bonded in a simple method. The graft polymerization was carried out using UV/Ozone on a commercial Poly(sulfone) ultrafiltration membrane with Poly((ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (PEGMA) possessing CO2 affinity. As a result, nano-pores on the surface membrane were covered with PEGMA. The covalent bonding of the composite membranes has the advantage of improving stability and weatherability. In addition, due to the thin selective layer formed by the graft polymerization, highly gas permeation characteristics are exhibited, and efficient process performance can be expected. The final composite membranes were investigated in terms of their chemical structures and elements, and gas permeation properties.

MBR(membrane bioreactor)공정은 운전시간이 지날수록 막 오염이 진행되면서 막간차압(TMP, transmembrane pressure)이 증가하고 결국 여과 성능이 감소하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 막 오염 제어에 대한 다양한 방식의 기술이 개발, 응용되고 있다. 본 연구에서는 경제적이고 효율적인 방법으로 막 오염을 제어하기 위하여 MBR 하부에서 공급되는 공기를 이용하여 자연적으로 순환되는 구형 비드와 역세척(backwashing)이 가능한 평막을 이용하여 사인파형 연속 투과운전(SFCO)방식에 따른 막간차압을 측정, 비교하고자 하였다.