Chitosan powder is synthesized by a deasetylation process of chitin, obtained from processing of dried shrimp shell powder. Subsequently, chitosan (CS) membranes filled by montmorillonite (MMT) particles and phosphotungstic acid are prepared, and characterized by FT-IR and SEM. The morphology, obtained by SEM for the composite membrane, showed that MMT filler is successfully incorporated and relatively well dispersed in the chitosan polymer matrix. Water and methanol uptake for the CS/MMT composite membranes decrease with increasing MMT loadings, but IEC value increases. In all prepared CS/ MMT composite membranes, the CS membrane filled by 5 wt% MMT particles exhibits the best proton conductivity, while that with 10 wt% MMT loading exhibits the lowest methanol permeability; these values are 2.67 mS·cm−1 and 3.40 × 10−7 cm2·s−1, respectively. The best membrane selectivity is shown in the CS/MMT10 composite membrane; this shows that 10 wt% filled MMT is the optimum loading to improve the performance of the chitosan composite membrane. These characteristics make the developed chitosan composite membranes a promising electrolyte for direct methanol fuel cell (DMFC) application.

Synthesis of Li+-selective 14-crown ether (CE) having rigid and bulky subunits was reported. CE-poly(vinyl alcohol) (PVA) dope solutions were electrospun. CEs were immobilized on PVA matrix via acid-catalyzed acetalization using novel aerosol method. Structures of new compounds and their immobilization to PVA were confirmed and characterized. Adsorption experiments show superior lithium capacity and selectivity among previously reported solid-supported CEs. Dihydroxy-dibenzo-14-crown-4 ether-PVA nanofiber membrane showed superior performance. This research was supported by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Science, ICT and future Planning (2015R1A2A1A15055407) and Ministry of Education (2009-0093816).

Synthesis of Li+-selective 14-crown ether (CE) having rigid and bulky subunits was reported. CE-poly(vinyl alcohol) (PVA) dope solutions were electrospun. CEs were immobilized on PVA matrix via acid-catalyzed acetalization using novel aerosol method. Structures of new compounds and their immobilization to PVA were confirmed and characterized. Adsorption experiments show superior lithium capacity and selectivity among previously reported solid-supported CEs. Dihydroxy-dibenzo-14-crown-4 ether-PVA nanofiber membrane showed superior performance. This work was supported by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Science, ICT and Future Planning (2015R1A2A1A15055407) and by the Ministry of Education (No. 2009-0093816).

본 연구는 이산화탄소를 효율적으로 분리하기 위한 이온성액체 지지분리막 제조를 목적으로 한다. 공칭크기 0.1 mum PVDF 정밀여과막에 이온성액체인 [bmim][PF6] (1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate)를 분리막 세공내로 흡입시켜 고정화하였다. 제조된 이온성액체 지지막에 대한 N2, H2, CO2 기체의 투과도는 0.075, 0.203, 1.380 GPU로 측정되었으며 CO2/N2, H2/N2의 선택도는 각각 14.2와 2.69이었다. 또한 이온성액체 지지분리막은 이온성 액체가 운전압력 2.0 bar까지 세공 내에 고정되어 안정적으로 운전 가능하였다.

다공성 Poly(propylene) 분리막의 지지 하에 전해질 용액 (EC/DEC 1 : 1 혼합물 내의 LiPF6 1 M 용액) 내에서 DEGDMA [Di(ethylene glycol) dimethacrylate]의 70℃ 열중합을 통하여 겔 고분자 전해질(GPE)막이 합성 되었다. 합성된 겔 고분자 전해질막의 이온전도도 및 전기화학적 안정성은 AC 임피던스법 및 CV (cyclic voltametry)법에 의하여 측정 평가하였다. 겔 고분자를 전해질로, 그리고 양극 및 음극으로는 각각 LiMi0.8Co0.2O2 및 graphite로 이용하여 리튬이온전지(LIB)도 제작하였다. 열중합을 통하여 리튬 이온전지에 적합한 이온전도도(10 -3 S/cm 이상) 및 전기화학적 안정성을 보이면서 자체적인 성상을 유지하는 겔 고분자 전해질막을 얻을 수 있었다. 단량체 함량 5%의 전구체로 제작한 겔 고분자 전지는 단량체 함량이 7.0% 및 10.0%인 경우에 비하여 우수한 고율 및 충-방전 효율을 보였다.

The electrocatalytic characteristics of oxygen reduction reaction of the PtxM(1-x) (M = Co, Cu, Ni) supported on multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) have been evaluated in a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC). The PtxM(1-x)/MWNTs catalysts with a Pt : M atomic ratio of about 3 : 1 were synthesized and applied to the cathode of PEMFC. The crystalline structure and morphology images of the PtxM(1-x) particles were characterized by X-ray diffraction and transmission electron microscopy, respectively. The results showed that the crystalline structure of the Pt alloy particles in Pt/MWNTs and PtxM(1-x)/MWNTs catalysts are seen as FCC, and synthesized PtxM(1-x) crystals have lattice parameters smaller than the pure Pt crystal. According to the electrochemical surface area (ESA) calculated with cyclic voltammetry analysis, Pt0.77Co0.23/MWNTs catalyst has higher ESA than the other catalysts. The evaluation of a unit cell test using Pt/MWNTs or PtxM(1-x)/MWNTs as the cathode catalysts demonstrated higher cell performance than did a commercial Pt/C catalyst. Among the MWNTs-supported Pt and PtxM(1-x) (M = Co, Cu, Ni) catalysts, the Pt0.77Co0.23/MWNTs shows the highest performance with the cathode catalyst of PEMFC because they had the largest ESA.

This paper has applied a simple model to the mass transfer mechanism of Cr(VI) with crownether in a batch-type, supported liquid membrane module. Concentration at pH 3 are as follows : 0.012 kmol/m3≤18-crown-6≤0.036 kmol/m3 and 20 g/m3≤ Cr(VI)≤500 g/m3. The measured values of forward- and backward-reaction rate constants between Cr(VI) and 18-crown-6 were used to simulate the model with the mass conservation equation and associated boundary conditions. Comparison between the experimental and simulated facilitated factor of Cr(VI) transport led to classification of reaction regions.

알루미나 여과막은 boehmite 분말 (-AlOOH)을 이용하여 졸-겔법으로 준비되어졌다. 제조된 여과막은 상전이 온도와 미세구조 변화를 관찰하기 위해 지지체 없이 형성된 여과막을 제조하였다. 여과 공정의 응용에서 균일한 기공크기와 분포를 제어하는 것이 중용하다. 다공성 담체 위에 형성된 여과막과 다공성 담체 없이 형성된 여과막의 θ-to α-AL2O3로의 상전이는 박막 XRD를 이용하여 분석하였고, 미세구조의 변화의 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 관찰하였다. XRD에서 분석된 결과는 다공성 담체 위에 형성된 여과막이 다공성 담체 없이 형성된 여과막과 비교하여 100˚C 더 높은 상전이 온도를 가지는 것을 보여주었다. 이런 유사한 효과는 여과막의 미세구조 변화에서도 관찰되었다.

다양한 수질 오염원 중 페놀과 같은 유기화합물은 배출조건이 비정상적인 경우 기존의 처리방법으로 제거하거나 파괴하기 어렵다. 수용액으로부터 페놀을 분리하기 위한 최근의 연구들은 활성탄에 의한 흡착, 용매 추출 등에 의해 수행되어져 왔으며, 물-기름 유화에 기초를 둔 액막법이 기존의 기술들을 대체하기 위한 방법으로 시험되어져 왔다. 본 연구에서는 tri-n-butyl phosphate(TBP)와 액상 고분자를 지지액막의 액막용액으로 선정하여 수용액상의 페놀을 분리하였다. 공급측 페놀 농도를 변화시키고 다양한 액막용액을 사용하여 이들이 페놀분리에 미치는 효과를 연구하였다. TBP를 운반체로 사용한 경우의 실험결과들은 용매추출에서 주로 사용되고 있는 methyl isobutyl ketone(MIBK)보다 높은 물질전달속도를 보여주었으며, 선택한 액상고분자 중 polypropylene glycol 4000(PPG-4000), polybutylene glycol 500(PBG 500)의 경우 MIBK와 유사하거나 조금 높은 값을 나타내었다.