지구 온난화 이슈에서 가장 고질적인 문제 중 하나는 온실가스의 배출이다. 다양한 온실 가스 중 가장 높은 비중을 차지하는 이산화탄소(CO2)는 이를 분리하기 위해 연구자들이 지속적으로 연구를 진행해오고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 이산화탄소 기체를 분리하기 위해 poly(vinyl alcohol) (PVA) 기반 공중합체를 제조하여 기체 분리막에 활용했다. 공중합체는 자유 라디칼 중합법을 활용했으며, 곁사슬을 위한 단량체로 아크릴산(acrylic acid)를 사용하여 PVA-g-PAA (VAA) 그래프트 공중합체를 제조했다. 본 공중합체를 이산화탄소 기체분리막에 적용한 사례는 최초이며, 폴리설폰 지지체에 복합막 형태로 제조했다. 공중합체 합성 결과는 FT-IR을 통해, 합성한 공중합체 의 거동은 TEM과 DSC, TGA를 통해 분석하였다. AA 그래프팅을 통해 공중합체는 나노 구조를 형성하며, PVA의 결정화도를 급격하게 감소시켜 이산화탄소의 용해도를 증가시켰고, 이는 이산화탄소 기체 분리 성능을 향상시켰다. 이를 통해 이산화탄소 분리막 분야에 용액-확산 및 그래프팅 방법이라는 새로운 접근법을 제시하였다.

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.

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) (PSf) ultrafiltration membrane with Poly((ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (PEGMA) possessing CO2affinity. 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. 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, morphology, and gas permeation properties.

본 연구에서는 환경 친화적 재료를 제조할 목적으로 자연계에 풍부한 bacteri al cellulose를 지지체로 하여 이온교환 특성이 있는 acrylic acid 단량체를 자외선 그라프트 중합법으로 고정시켰다. 이 중합체를 중금속 흡착제로서 막분리 hy brid시스템에 적용하기 위해 모델 용질로 Pb에 대한 흡착거동을 조사하였고 이에 대한 흡착 등온식 및 Benaissa model과 Kurniawan model 속도식을 적용하여 해석하였다.

현재까지 상당한 기술적인 진보가 있어왔지만, 연구개발의 커다란 기술적 어려움으로 꼽히는 것은 오염물질의 비가역적인 흡착에 의한 분리막 오염과 이로 인한 시스템 성능 저하이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 redox 반 응을 이용한 표면개질을 통해 분리막의 표면을 산화/환원 반응을 통해 개질하는 것으로서, 고분자 분리막의 탄소를 바탕으로 음이온 및 양이온을 가진 작용 기를 순차적으로 중합하여 오염물질과 분리막의 전기적 반발력을 향상시켜 분리막의 표면 오염을 저감하는 것이다. 본 연구에서는 양이온, 음이온성 오염물 질을 동시에 제거할 수 있는 표면개질 방법을 개발하고자 redox 반응을 이용한 접목중합을 통해 고분자 분리막의 표면을 개질하는 연구를 수행하였다.

Two-types of ionically modified multi-walled carbon nanotube (MWNTs) based sensors were developed by radiationinduced graft polymerization using vinyl monomers such as 3-(butyl imidazol)-2-(hydroxyl)propyl methyl methacrylate and 1-[(4-ethenylphenyl)methyl]-3-buthyl-imidazolium chloride with ionic properties, in aqueous solution at room temperature. Subsequently, the tyrosinase-immobilized biosensor was fabricated by a hand-casting of the ionic property-modified MWNTs, tyrosinase, and chitosan solution as a binder onto ITO glass surface. The sensing ranges of the tyrosinase-biosensor for phenol in phosphate buffer solution was in the range of 0.005~0.2 mM. The total phenolic compounds mainly such as caffeine of the tyrosinase-immobilized biosensor for commercial coffee were also determined.

반응염색(反應染色) 견(絹) fibroin의 graft 중합(重合) 거동(擧動)을 알아보기 위하여, C. I. Reactive Yellow 179, Red 2, Black 5, Blue 13, Blue 49, Blue 4, Blue 19, Red 6, Blue 71, Blue 21로 견(絹) fibroin의 염착량(染着量)이 각각 다르게 염색(染色)하고, methacrylamide graft 중합(重合)하였으며 그 결론(結論)은 다음과 같다. 1. 염료(染料)의 고착속도(固着速度)는 흡착속도(吸着速度)와 일치(一致)하는 경향(傾向)이었으며, 고착속도(固着速度)는 Yellow 179 및 Blue 71이 가장 낮았고, Black 5, Blue 49, Blue 4, Blue 19, Blue 21은 비교적 빠른 것으로 나타났다. 2. 염색시간(染色時間)이 경과(經過)할수록 즉(卽), 염착량(染着量)이 증가(增加)할수록 증량율(增量率)은 감소(減少)하는 것으로 나타났으나, Blue 71 및 Blue 21 염색(染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 염착량(染着量)의 다소(多少)에 관계없이 현저하게 높았으며, Blue 19의 경우 증량율(增量率)은 12% 내외(內外)로 일정(一定)하게 나타났고, Yellow 179 염색(染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 무처리(無處理) 견(絹) fibroin과 비슷한 것으로 나타났다. 3. 평형염색(平衡染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 Blue 71 및 Blue 21 염색(染色) 견(絹) fibroin의 경우를 제외하고는 모두 무처리(無處理) 견(絹) fibroin에 비하여 낮은 것으로 나타났으며, 염색온도(染色溫度)가 상승(上昇)할수록 증량율(增量率)은 저하(低下)하는 것으로 나타났다. 4. Graft 중합(重合) 과정에서 색상(色相)이 다소(多少) 변화(變化)하는 것으로 나타났다.

The PP-g-Vim-CH3I adsorbent, which possesses antibacterial and ion-exchange functions, was synthesized by photoinduced grafting of 1-vinyl imidazole (Vim) onto polypropylene, non-woven fabric and subsequent quaternization using methyl iodide (CH3I). The adsorption properties of PP-g-Vim-CH3I for nitrate ion were studied in batch mode and fixed-bed columns. The adsorption equilibria of NO3-N on PP-g-Vim-CH3I were well described by the Langmuir isotherm model, and the adsorption energy was 9.03 kJ/mol, which indicates an ion-exchange process. Adsorption-kinetic data were fitted with a pseudo-second-order kinetic model. The Bohart-Adams model was found to be suitable for simulating the breakthrough curves obtained from the fixed-bed columns. The fixed-bed sorption capacity of nitrate ion from the model was in the range 100.8 ~ 108.6 mg/g without the presence of competing anions but decreased to the range 55.7 ~ 96.2 mg/ g in groundwater due to adsorption competition with the coexisting anions, especially SO4 2− ion. The PP-g-Vim-CH3I adsorbent could be regenerated by washing with 1.0 N NaCl without serious lowering the adsorption capacity.

In recent years, the demand for advanced treatments in the water-treatment industry has increased, and physicochemicalseparation technologies have come into wide use. However, biofouling is a major problem for the separation processes in water and wastewater treatment. One anti-biofouling strategy is to construct antibacterial surfaces. In this work, polypropylene (PP) fiber was endowed with antibacterial/adsorption property by photoinduced graft polymerization of 1- vinyl imidazole (Vim) followed by quaternization with alkyl iodides. A concentration of Vim equal to 5 vol.% in 10-20 vol.% methanol, a photoirradiation time of 5 h and a reaction temperature of 80oC proved to be optimal for the grafting of Vim onto PP. The modified PP fibers were characterized by means of FT-IR, SEM, antibacterial and adsorption tests. We found that the quaternized PP-g-Vim fiber with methyl iodide exhibited high adsorption capacity for NO3-N and excellent antibacterial activities against both E. coli and S. aureus.