본 연구는 PEBAX/PVDF 복합막을 제조하고 에탄올/물 혼합액에 대한 투과증발 성능을 평가하였다. 또한 PVDF 지지체 표면에 ZIF-8 층을 형성하여 복합막의 투과증발 성능을 향상시키고자 하였고, PEBAX 선택층 두께에 따른 성능 비교 를 통해 최적의 막을 선정하였다. 제작된 복합막을 물과 에탄올이 95/5 중량비로 혼합된 공급액에 대하여 투과증발 실험을 수행하였다. 그 결과 ZIF-8 충이 형성된 PVDF 지지체를 사용한 복합막의 경우 플럭스 1.98 kg/m2h, 분리 계수 3.88로 일반 PVDF 지지체를 사용한 복합막보다 투과량과 선택도가 모두 높은 값을 나타내었다.

본 연구에서는 에너지 소모가 큰 기존 진공 증류 공정의 대안으로 친환경이면서 에너지 효율적인 투과증발 분리 공정을 이용하여 1,2 hexane diol/water (1,2 HDO/water) 혼합물에서 물을 분리하는 데 적용되었다. 사용한 분리막은 glutaraldehyde (GA)로 가교된 PVA를 알루미나 중공사 막(Al-HF) 내부에 코팅하여 사용하였다. 1,2 HDO/water 투과증발 분리공 정에서는 PVA/GA 비율, 경화 온도 및 투과증발 분리공정 운전 조건에 대한 막의 최적화를 연구하였다. 장기 안정성 시험에 서 PVA/GA (몰 비율 = 0.08, 경화 온도 = 80°C) 로 코팅된 Al-HF 막이 공정온도 40°C에서 1.90~2.16 kg/m2h 범위의 투과 도를 보였으며, 투과용액의 수분 함량은 99.5% (separation factor = 68) 이상이었다.

환경 오염과 천연 자원의 고갈에 대한 증가하는 우려는 환경적으로 지속 가능한 기술의 개발을 촉진했습니다. 퍼 바포레이션은 낮은 에너지 소비, 환경 영향 및 성능 효율로 인해 최근 수십 년 동안 주목을 받아 왔습니다. 이 방법은 막이 원하는 선택도를 충족하도록 미세 조정될 수 있기 때문에 화학 종을 분리하고 유기 용매를 탈수하는 데 사용되었습니다. 역 삼투 및 증류와 같은 여러 분리 공정은 실험 환경 및 산업 응용 분야에서 모두 활용되고 있습니다. 그러나 퍼바포레이션은 작동 압력 및 온도가 낮고 거부율이 높은 등 여러 이점이 있습니다. 그럼에도 불구하고, 현재 막 기술의 상태만으로는 실용적 인 응용에 대한 요구를 충분하게 할 수 없습니다. 반면, 복합막은 유기 물질과 무기 물질의 장점을 모두 활용할 수 있습니다. 많은 연구들이 현재 한계를 해결하기 위해 그래핀 산화물(GO) 및 MXene (MX)과 같은 무기 나노 물질을 고분자 막에 효과 적으로 통합했습니다. 이 검토는 투과증발에서의 2D 복합막의 최근 발전을 조사하고 성능 향상을 평가합니다.

One-dimensional MgO nanostructures with various morphologies were synthesized by a thermal evaporation method. The synthesis process was carried out in air at atmospheric pressure, which made the process very simple. A mixed powder of magnesium and active carbon was used as the source powder. The morphologies of the MgO nanostructures were changed by varying the growth temperature. When the growth temperature was 700 °C, untapered nanowires with smooth surfaces were grown. As the temperature increased to 850 °C, 1,000 °C and 1,100 °C, tapered nanobelts, tapered nanowires and then knotted nanowires were sequentially observed. X-ray diffraction analysis revealed that the MgO nanostructures had a cubic crystallographic structure. Energy dispersive X-ray analysis showed that the nanostructures were composed of Mg and O elements, indicating high purity MgO nanostructures. Fourier transform infrared spectra peaks showed the characteristic absorption of MgO. No catalyst particles were observed at the tips of the one-dimensional nanostructures, which suggested that the one-dimensional nanostructures were grown in a vapor-solid growth mechanism.

막 분리 공정은 다양한 응용 분야에서 사용되는 중요한 기술이다. 이러한 분리 공정은 농도 구배, 압력 또는 전위 구배 등의 구동력에 의해 수행된다. 투과증발은 용액 메커니즘에 기초한 분리 과정 중 하나이다. 분리막을 투과한 쪽에서 압 력은 진공에 의해 감소되고 분리는 압력차에 의해 구동된다. 다공성 제올라이트 분리막을 통한 탈수 공정에 의해 에탄올 또 는 이소프로필 알코올과 같은 연료 및 화학 물질의 순도를 향상시킨다. 이러한 분리막들은 높은 열적, 화학적, 기계적 안정성 을 가지고 있다. 이 총설에서는 제올라이트 분리막에 의한 에탄올 회수 및 바이오 오일 탈수라는 두 개의 섹션으로 나누어 소개한다.

본 논문에서는 ~1.5 μm의 기공 크기를 가지는 고투과도 알파 알루미나 지지체 위에 도포된 서스펜션의 증발유도 자기조립 현상을 이용하여 중간층을 형성하는 새로운 코팅 방식을 소개한다. 새로운 코팅 방법으로 만들어진 중간층은 일반 적으로 사용되는 담지법으로 코팅된 중간층과 비교하여 표면거칠기와 불균일도가 낮아 코팅에 적합하였다. 복합막 지지체로 서의 평가를 위해 제조된 지지체는 감마 알루미나 복합막 제조에 사용되었다. 메조 기공을 가지는 감마 알루미나 복합막은 반복코팅 없이도 매크로 기공 크기의 결함이 존재하지 않았으며 일반적으로 널리 사용되는 100~200 nm의 기공 크기를 가지 는 지지체로부터 만들어진 같은 두께의 복합막과 비교하여 2.3배 이상의 높은 질소투과도를 보였다.

In this study, a pilot-scale (3 m3/day) membrane distillation (MD) process was operated to treat digestate produced from anaerobic digestion of livestock wastewater. In order to evaluate the performance and energy cost of MD process, it was compared with the pilot scale (10 m3/day) reverse osmosis (RO) process, expected competitive process, under same feed condition. As results, MD process shows stable permeate flux (average 10.1 L/m2/hr) until 150 hours, whereas permeate flux of RO process was decreased from 5.3 to 1.5 L/m2/hr within 24 hours. In the case of removal of COD, TN, and TP, MD process shows a high removal rate (98.7, 93.7, and 99% respectively) stably until 150 hours. However, in the case of RO process, removal rate was decreased from 91.6 to 69.5% in COD and from 93.7 to 76.0% in TP during 100 hours of operation. Removal rate of TN in RO process was fluctuated in the range of 34.5-62.9% (average 44.6%) during the operation. As a result of energy cost analysis, MD process using waste heat for heating the feed shows 18% lower cost compare with RO process. Thus, overall efficiency of the MD process is higher then that of the RO process in terms of permeate flux, removal rate of salts, and operating cost (in the case of using waste heat) in treating the anaerobic digestate of livestock wastewater.

Tin oxide (SnO2) nanocrystals are synthesized by a thermal evaporation method using a mixture of SnO2 and Mg powders. The synthesis process is performed in air at atmospheric pressure, which makes the process very simple. Nanocrystals with a belt shape start to form at 900 oC lower than the melting point of SnO2. As the synthesis temperature increases to 1,100 oC, the quantity of nanocrystals increases. The size of the nanocrystals did not change with increasing temperature. When SnO2 powder without Mg powder is used as the source material, no nanocrystals are synthesized even at 1,100 oC, indicating that Mg plays an important role in the formation of the SnO2 nanocrystals at temperatures as low as 900 oC. X-ray diffraction analysis shows that the SnO2 nanocrystals have a rutile crystal structure. The belt-shaped SnO2 nanocrystals have a width of 300~800 nm, a thickness of 50 nm, and a length of several tens of micrometers. A strong blue emission peak centered at 410 nm is observed in the cathodoluminescence spectra of the belt-shaped SnO2 nanocrystals.

In this study, optimizations were carried out for a heater core and an evaporator installed in a passenger car. The main geometric parameters of each component were selected as design variables, and the main performances examined were the outlet temperature and the pressure drop. In addition, the sensitivity analysis was performed to grasp the dominant design variable. The thermal flow analysis for each component was performed using the commercial program STAR CCM+. On the other hand, EasyDesign, a commercial program based on DOE and metamodel-based optimization, was used as an optimization tool. The optimized performances of the heater core were compared with performance target, and finally, the improved designs of the heater and the evaporator were presented.

This study was aimed to examine inorganic fouling and fouling reduction method in direct contact membrane distillation(DCMD) process. Synthetic seawater of NaCl solution with CaCO3 and CaSO4 was used for this purpose. It was found in this study that both CaCO3 and CaSO4 precipitates formed at the membrane surface. More fouling was observed with CaSO4(anhydrite) and CaSO4･0.5H2O(bassanite) than CaSO4･2H2O(gypsum). CaCO3 and gypsum were detected at the membrane surface when concentrates of SWRO(seawater reverse osmosis) were treated by the DCMD process, while gypsum was found with MED(multi effect distillation) concentrates. Air backwash(inside to out) was found more effective in fouling reduction than air scouring.