금속이온으로 치환된 PVA/SSA 이온교환막의 메탄올 투과특성 연구 Studies on the Methanol Permeability through PVA/SSA Ion Exchange Membranes Substituted with Various Metal Cations원문보기
Poly(vinyl alcohol) (PVA)/sulfosuccinic acid $(SSA)-H^+$ 막은 1가 이온 $Li^+, Na^+,K^ + 2$가 이온 $Mg^{2+}, Ca^{2+},Ba^{2+}, 3$가 이온 $Al^{3+}$로 치환하였다. 또한 $Li^{+}$의 경우 치환도를 화하였다. 금속이온치환의 효과를 알아보기 위하여 Diffusion cell을 이용한 메탄올투과도를 측정하였다. 메탄올투과도를 1가 이온의 경우는 'Salting-out'효과뿐 아니라 electrostatic 가교와 금속 이온의 반응성에 의존한다고 사료되었다. 또한 $Li^+$이온이 경우 치환도에 비례하여 메탄올 투과도가 감소하였는데 이는 'Salting-out'효과에 기인한다고 사료되어진다.
Poly(vinyl alcohol) (PVA)/sulfosuccinic acid $(SSA)-H^+$ 막은 1가 이온 $Li^+, Na^+,K^ + 2$가 이온 $Mg^{2+}, Ca^{2+},Ba^{2+}, 3$가 이온 $Al^{3+}$로 치환하였다. 또한 $Li^{+}$의 경우 치환도를 화하였다. 금속이온치환의 효과를 알아보기 위하여 Diffusion cell을 이용한 메탄올투과도를 측정하였다. 메탄올투과도를 1가 이온의 경우는 'Salting-out'효과뿐 아니라 electrostatic 가교와 금속 이온의 반응성에 의존한다고 사료되었다. 또한 $Li^+$이온이 경우 치환도에 비례하여 메탄올 투과도가 감소하였는데 이는 'Salting-out'효과에 기인한다고 사료되어진다.
The hydrogen ions in poly (vinyl alcohol) (PVA)/sulfosuccinic acid (SSA) membranes substiuted with $Li^+, Na^+, and K^+/ $of monvoalent metal ions, $Mg^{2+}, Ca^{2+} and Ba^{2+}$ of divalent metal ions, and $Al^{3+}$ of trivalent metal ion. In addition, $Li^...
The hydrogen ions in poly (vinyl alcohol) (PVA)/sulfosuccinic acid (SSA) membranes substiuted with $Li^+, Na^+, and K^+/ $of monvoalent metal ions, $Mg^{2+}, Ca^{2+} and Ba^{2+}$ of divalent metal ions, and $Al^{3+}$ of trivalent metal ion. In addition, $Li^+ ions were exchanged with varing reaction time. The effects of metal ions exchanged were investigated in terms of methanol permeability -uling diffusion cell. The methanol permeabilies decreased in the sequence of $Na^+, Li^+ and K^+$ and this might be due to the 'Salting-out' effect while the methanol permeabilities for divalent and trivalent ion-substituted membranes were affected by the combined effects of salting-out, eletrostatic crosslinking and extent of metal ion substiution. As for $Li^+$ ions, methanol permeabilities of PVA/SSA membranes decreased in proportion to the degrees of subsituted $Li^+$ ions.
The hydrogen ions in poly (vinyl alcohol) (PVA)/sulfosuccinic acid (SSA) membranes substiuted with $Li^+, Na^+, and K^+/ $of monvoalent metal ions, $Mg^{2+}, Ca^{2+} and Ba^{2+}$ of divalent metal ions, and $Al^{3+}$ of trivalent metal ion. In addition, $Li^+ ions were exchanged with varing reaction time. The effects of metal ions exchanged were investigated in terms of methanol permeability -uling diffusion cell. The methanol permeabilies decreased in the sequence of $Na^+, Li^+ and K^+$ and this might be due to the 'Salting-out' effect while the methanol permeabilities for divalent and trivalent ion-substituted membranes were affected by the combined effects of salting-out, eletrostatic crosslinking and extent of metal ion substiution. As for $Li^+$ ions, methanol permeabilities of PVA/SSA membranes decreased in proportion to the degrees of subsituted $Li^+$ ions.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
이에 DMFC용 이온교환박은 높은 수소이온전도도, 낮은 메탄올투과도의 조건을 갖도록하는 연구가 진행 되어져 왔다. 본 논문에서는 금속이온으로 치환된 poly (vinyl alcohol) (PVA)/Sulfosuccinic acid (SSA) 막의 메탄올 투과특성에 관하여 연구하였다.
제안 방법
17% PVA/SSA 막을 제조하여 여러가지 금속이 온으로 치환한 후 Diffusion cell을 이용하여 메탄올 투과도를 측정하였다. 사용되어진 금속이온으로는 1가 로서 Li', Na', K'이벼, 2가로서 Mg"', Ca2\ Ba*이 며, 3가로서 Al'" 가 사용되었다.
금속이온치환은 준비된 막을 1 N 금속염수용액에 24시간 이상 침적한 후 초순 수로 완전히 세척하여 사용하였다. 또한 Li'이온으로 완전히 치환된 막은 0.05 M H2SO4수용액에 60초, 120초, 180초 동안 침적하여 H*로 역치환한 후 초순 수에 완전히 세척하여 실험하였다.
메탄올 투과도 실험은 diffusion cell을 이용하여 측정하였다. 한쪽 방에 50 vol.
02 cm, 이며 클램프를 이용하여 기밀을 유지하였다. 온도측정은 thermocouple을 이용하였고 농도측정은 기체크로마토그래피 (영린 Model 680D, Porapak Q)로 수행하였다.
대상 데이터
17% PVA/SSA 막을 제조하여 여러가지 금속이 온으로 치환한 후 Diffusion cell을 이용하여 메탄올 투과도를 측정하였다. 사용되어진 금속이온으로는 1가 로서 Li', Na', K'이벼, 2가로서 Mg"', Ca2\ Ba*이 며, 3가로서 Al'" 가 사용되었다.
또한 본 연구에서 사용한 1가금속화합물은 LiOH, NaOH, KOH, 2가금속화합물은 Mg(NO:!)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2. 3가 금속화합물은 A1(OH)3이었으며 이들 모두 1급시약으로 Aldrich사로부터 구입하였다.
가수화된 PVA는 AIdrich(99+%, Avg. Mw. 89, 000- 98, 000)의 제품을 사용하였고 가교제인 SSA는 Aldrich 사 (70 wt.% 수용액)로부터 구입한 것을 정제없이 사용하였다. 사용된 초순수는 SK Chemical사로부터 구입한 초순수장치를 이용하였으며 메탄올은 Junsei사 (Tokyo, Japan)의 1급시약을 사용하였다.
사용된 초순수는 SK Chemical사로부터 구입한 초순수장치를 이용하였으며 메탄올은 Junsei사 (Tokyo, Japan)의 1급시약을 사용하였다. 또한 본 연구에서 사용한 1가금속화합물은 LiOH, NaOH, KOH, 2가금속화합물은 Mg(NO:!)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2. 3가 금속화합물은 A1(OH)3이었으며 이들 모두 1급시약으로 Aldrich사로부터 구입하였다.
% 수용액)로부터 구입한 것을 정제없이 사용하였다. 사용된 초순수는 SK Chemical사로부터 구입한 초순수장치를 이용하였으며 메탄올은 Junsei사 (Tokyo, Japan)의 1급시약을 사용하였다. 또한 본 연구에서 사용한 1가금속화합물은 LiOH, NaOH, KOH, 2가금속화합물은 Mg(NO:!)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2.
성능/효과
Figure 2는 Li'이 온의 치 환정 도에 따른 메탄올 투과도를 나타낸 것이다. 즉, 완전히 Li*으로 치환된 PVA/SSA막을 0.05 M 황산용액에 일정시간 침적함으로써 부분적으로 다시 H'형태로 역치환한 막의 결과를 나타낸 것이며 역치환 시간의 증가에 따라 메탄올 투과도는 비례하며 증가하는- 것을 알 수 있다. 다시 말해 Li*이온의 치환정도가 클수록 메탄올 투과 도는 크게 감소하고 이는 앞서 설명한 바와 같이 'Salting-out'효과로 기인한 것이라 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.