[논문]방사선 그라프트 중합법에 의한 이온교환막의 합성과 투과특성

김준구; 안현진; 김민

방사선 그라프트 중합법에 의한 이온교환막의 합성과 투과특성
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김준구 (동국대학교 안전공학과) , 안현진 (동국대학교 안전공학과) , 김민 (동국대학교 안전공학과)

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문제 정의

(3) 제조된 이온교환막의 흡착성능과 투과유속의 변화를 검토한다.
현재까 지 중합된 그라프트체 인을 폴리 머 기 재로부더 분리 할 수 없기 때문에 직겁 적인 그라프트체인의 특성을 평가하기 어렵다.* ' 따라서, 본 연구에서는 방사선 F라프트 중함법에 의해 작성된 이온교환막에, 양이온과 음이온을 투과시 킴 으로서, 투과유속과 흡착량으로부터 그라프트체 인의 특성을 검토 하고자 한다.

제안 방법

(1) 방사선 그라프트 중합법에 의해 양이온교환기와 음이온교환기의 도입 반응 조건을 검토한다.
Fig. 1에 나타난 시험장치를 이용하여 길이 약 10cm의 중공사막 을 U자형으로 하고 물을 O.IMPa 의 압력으로 막의 내면에서 외면 으로 투과시켰으며, 정해긴 시긴 내에 투과한 물의 체적을 측정하여 막 내면을 기준으로 투과유속을 계산하였다.
공 공률 72%인 microfiltration(MF)막을 기재로 사용하여 에폭시기를 가지는 glycidyl methacylate (GMA: CH₂=CCH₃COOCH₂CHOCH₉)> 방사선 그라프트 중합법으로 도입하였다. GMA가 도입된 막을 각각 Sodium sulfite /isopropyl alcohol /waters 10/15/75 (weight ratio)의 혼합액과 Diethylamine /water=5Q/50 (volum ratio)에 반응하여 술폰산기 (Sufonic acid:-SO3h)와 디에틸아민기(Diethylamine:-N(C₂H₅)2)를 도입하였다. 이때 얻어진 막을 SA막과 DEA막이라 하고 이온교환기함량.
SA-Diol막과 DEA-EA막의 이온흡착성능과 투과특성을 투과법애 의해 조사하였다. 투과해 나온 용액의 농도를 양이온(Cd저)은 적정수준으로 회석 한 후, 원자흡광분광광도법 (AAs; Atomic Absorption Spectrophotometry) 으로 분석하였고, 음이온(CDe 질산은 적정법으로 분석하였다.
이온교환막의 중량을 나다내 고 Mi, M2는 각각 GMA와 반응에 사용된 이온교환기의 분자량을 나타낸다. SA막과 DEA막에 남아있는 에폭시기를 각각 1M 황신 (H₂SO₄)에 353K 로 2hr동안 반응하였고, 50v/v% EA(Ethanoiamine : C₂H₄NH₂OH) 수용액 에 303K로 5hr동안 반응하여 SA-Diol막과 DEA-EA막을 제조하였다.
34um. 공 공률 72%인 microfiltration(MF)막을 기재로 사용하여 에폭시기를 가지는 glycidyl methacylate (GMA: CH₂=CCH₃COOCH₂CHOCH₉)> 방사선 그라프트 중합법으로 도입하였다. GMA가 도입된 막을 각각 Sodium sulfite /isopropyl alcohol /waters 10/15/75 (weight ratio)의 혼합액과 Diethylamine /water=5Q/50 (volum ratio)에 반응하여 술폰산기 (Sufonic acid:-SO3h)와 디에틸아민기(Diethylamine:-N(C₂H₅)2)를 도입하였다.
본 연구에서는 공업적으로 널리 사용되고 있는 다공성 중공사막(porous hollow fiber membrane)을 이용하여 방사선 그라 프트 중합3)을 한 후. 화학적인 개질 방법으로 양이온과 음이온교환기를 도입하였다.

대상 데이터

주로, 이온교환수지는 수 처리, 중금속이온의 제거, 아미노산 분리, 촉매로서 이용되고 있다. 본 연구에서는 공업적으로 널리 사용되고 있는 다공성 중공사막(porous hollow fiber membrane)을 이용하여 방사선 그라 프트 중합3)을 한 후. 화학적인 개질 방법으로 양이온과 음이온교환기를 도입하였다.
여기서, 양이온교환기로서 술폰산기(SChH)와 음이온교환기로서 디에 틸아 민기 (N(C₂H₅)2)를 사용하였다.

이론/모형

SA-Diol막과 DEA-EA막의 이온흡착성능과 투과특성을 투과법애 의해 조사하였다. 투과해 나온 용액의 농도를 양이온(Cd저)은 적정수준으로 회석 한 후, 원자흡광분광광도법 (AAs; Atomic Absorption Spectrophotometry) 으로 분석하였고, 음이온(CDe 질산은 적정법으로 분석하였다.

성능/효과

Fig. 2에 나다난 바와 같이 SA막의 겅우, 반응시간 5hr에 양이온교환기 밀도는 2.14 mmol/g와 전화율 25%로 나타났고, DEA막은 반웅시간 하it부 더 전화율 92%로 일정하게 나다났으며. 이때 음이온교환기의 밀도는 3.

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