에탄올 수용액의 Pervaporation 에서의 투과거동

배성렬,이한선,황성민,김희택,히데히로구마자와 ( Seong Youl Bae,Han Sun Lee,Seong Min Hwang,Hee Taik Kim,Hidehiro Kumazawa ) 한국공업화학회 1994 공업화학 Vol.5 No.1

CTA(cellulose triacetate) 막을 이용한 물과 에탄올의 투과증발(pervaporation) 막분리에서 수착과 투과실험으로부터 용해-확산 투과기구의 modeling 및 그 함수형과 parameters에 대한 해석을 시도하였다. 순성분들의 수착 data를 사용하여 Flory-Huggins 식으로 계산한 3 성분계(에탄올/물/CTA) 수착평형 조성을 추산하여 실측치와 비교하였다. 막 내부의 조성과 액상의 평형 조성간에 열역학적 평형 관계식을 적용하기 위해 막 내 겉보기 활동도를 Wilson식과 Van Laar식으로 상관시켰다. 투과속도식은 한 성분의 투과속도가 그 성분의 막 내 농도구배에 비례하며, 또한 확산계수의 농도 의존성이 에탄올 농도만의 지수함수라고 가정하여 물과 에탄올 투과속도를 계산하였으며 이는 실측치와 잘 일치하였다. 한성분의 투과속도와 수착량이 다른 성분에 비해 현저히 작은 경우에는 대류항을 무시할 수 없음을 알았고, 온도가 높고, 투과측 압력이 낮을수록 투과속도와 투과선택도가 증가하였다. In the process of pervaporation separation for aqueous ethanol solution through cellulose tri-acetate(CTA) membrane, the modelling on the solution-diffusion permeation mechanism was built up on the basis of sorption and permeation experimental results. Also its function type and parameter were examined. The composition of sorption equilibrium in three component system(Ethanol/Water/CTA) were compared with the calculated value by Flory-Huggins` equation using the pure component sorption data. In order to apply the thermodynamic equilibrium relationship between the membrane free composition in the membrane and the equilibrium composition in the liquid phase, the apparent activity coefficients in the membrane were correlated by Wilson and Van Laar type equations. Due to the nonideal behaviour in this system, however, the results were not satisfied. Diffusion equations were expressed with the concentration gradient considering permeate alone, and a concentration-dependent diffusion coefficient which includes a parameter was used. And this model was fitted with the measured permeation rates. If the permeation rate and the amount of sorption of one component were much larger than those of the other, the bulk flow term could not be negligible. The flux and selectivity were increased with increasing temperature, and with decreasing downstream pressure.

Semi - Batch Reactor 에서 TEOS 의 가수분해에 의한 실리카 미립자 생성에 관한 연구 ( 2 )

배성렬 ( Seong Youl Bae ),류경옥 ( Kyong Ok Yoo ),김희택 ( Hee Taik Kim ),김기도 ( Ki Do kim ) 한국화학공학회 1992 추계학술발표논문집 Vol.- No.-

고온수중에서 ZrO₂의 코발트흡착 특성에 대한 연구

김유환,배성렬,Kim, Yu-Hwan,Bae, Seong-Youl 한국공업화학회 1997 공업화학 Vol.8 No.2

본 연구는 졸-겔법을 이용하여 제조한 $ZrO_2$의 하소 온도에 따른 분말특성을 조사하고, 고온수에서 $ZrO_2$의 $Co^{2+}$ 흡착특성을 교반기가 달린 압력용기를 이용한 회분식 흡착 실험으로 알아보았다. 졸-겔법을 이용하여 $ZrO_2$분말을 제조하고, $600{\sim}1400^{\circ}C$로 하소한 후, X-선 회절법, SEM, BET 방법, Fourier transform 적외선 (FT-IR), 열중량 및 열시차분석법(TG-DTA)등을 이용하여 특성 변화를 조사하였다. 비정질의 질코니아는 $480^{\circ}C$부터 tetragonal 질코니아가 생성되고 $600{\sim}1000^{\circ}C$ 온도범위에서는 tetragonal 질코니아와 monoclinic 질코니아가 공존하며, $1200^{\circ}C$에서는 tetragonal 질코니아에서 monoclinic 질코니아로의 상변태가 나타났으며, 고온수에서 하소온도가 $600^{\circ}C$인 $ZrO_2$의 흡착제의 코발트 평형흡착용량은 0.16 meq/g 이었다. $125^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 흡착반응은 비가역 흡열반응이며, $600^{\circ}C$에서 하소한 $ZrO_2$의 표준엔탈피 변화값(${\Delta}H^{\circ}$)은 약 18 kJ/gmol 이였다. $ZrO_2$ Powder was Prepared by sol-gel process and the adsorption characteristic of cobalt($Co^{2+}$) by $ZrO_2$ adsorbent in high-temperature water was investigated using batch adsorption experiment with a stirred autoclave. The prepared $ZrO_2$ was calcined at $600{\sim}1400^{\circ}C$ and analyzed by X-ray diffractometry, SEM, BET surface area, FT-IR and TG-DTA measurement. The tetragonal Phase of $ZrO_2$ is produced $480^{\circ}C$ from amorphous gel at temperature $480^{\circ}C$. Both tetragonal and monoclinic phase of $ZrO_2$ exist at temperature between $600^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$. At temperature $1200^{\circ}C$, tetragonal to monoclinic phase trasition is occurred. The $Co^{2+}$ adsorption capacity of $ZrO_2$ calcined at $600^{\circ}C$ for 4 hours is 0.16 meq $Co^{2+}/g$ adsorbent in the high temperature at $250^{\circ}C$. The adsorption of $Co^{2+}$ on the $ZrO_2$ adsorbent is irreversible endothermic in the temperature range ($125-175^{\circ}C$). The standard enthalpy change (${\Delta}H^{\circ}$) of $ZrO_2$ calcined at $600^{\circ}C$ for 4 hours is 18 kJ/gmol.

원판틀형 RO module 의 설계와 분리 성능에 관한 연구

김응석,배성렬,하백현,원장묵 ( Eung Suk Kim,Seong Youl Bae,Baik Hyun Ha,Jang Mook Won ) 한국화학공학회 1996 화학공학의이론과응용 Vol.2 No.2

키토산막에서 에탄올 수용액의 투과거동에 관한 연구

황성민(Seong Min Hwang),정욱(Wook Chung),김희택(Hee Taik Kim),배성렬(Seong Youl Bae) 한국화학공학회 1993 추계학술발표논문집 Vol.- No.-

고온수중에서 ZrO2 의 코발트흡착 특성에 대한 연구

김유한,배성렬 ( Yu Hwan Kim,Seong Youl Bae ) 한국공업화학회 1997 공업화학 Vol.8 No.2

본 연구는 졸-겔법을 이용하여 제조한 ZrO₂의 하소 온도에 따른 분말특성을 조사하고, 고온수에서 ZrO₂의 CO^(2+) 흡착특성을 교반기가 달린 압력용기를 이용한 회분식 흡착 실험으로 알아보았다. 졸-겔법을 이용하여 ZrO₂ 분말을 제조하고,600℃∼1400℃로 하소한 후, X선 회절법, SEM, BET 방법, Fourier transform 적외선 (FT-IR), 열중량 및 열시차분석법(TG-DTA)등을 이용하여 특성 변화를 조사하였다. 비정질의 질코니아는 480℃부터 tetragonal 질코니아가 생성되고 600∼1000℃ 온도범위에서는 tetragonal 질코니아와 monoclinic 질코니아가 공존하며, 1200℃에서는 tetragonal 질코니아에서 monoclinic 질코니아로의 상변태가 나타났으며, 고온수에서 하소 온도가 600℃인 ZrO₂의 흡착제의 코발트 평형흡착용량은 0.16 meq/g 이었다. 125℃ 이상의 고온에서의 흡착반응은 비가역 흡열반응이며, 600℃에서 하소한 ZrO₂의 표준엔탈피 변화값(△H°)은 약 18 kJ/gmol 이였다. ZrO₂ powder was prepared by sol-gel process and the adsorption characteristic of cobalt(Co^(2+)) by ZrO₂ adsorbent in high-temperature water was investigated using batch adsorption experiment with a stirred autoclave. The prepared ZrO₂ was calcined at 600℃∼1400℃ and analyzed by X-ray diffractometry, SEM, BET surface area, FT-IR and TG-DTA measurement. The tetragonal phase of ZrO₂is produced 480℃ from amorphous gel at temperature 480℃. Both tetragonal and monoclinic phase of ZrO₂ exist at temperature between 600℃ and 1000℃. At temperature 1200℃, tetragonal to monoclinic phase trasition is occurred. The CO^(2+) adsorption capacity of ZrO₂ calcined at 600℃ for 4 hours is 0.16 meq CO^(2+)/g adsorbent in the high temperature at 250℃. The adsorption of CO^(2+) on the ZrO₂adsorbent is irreversible endothermic in the temperature range (125-175℃). The standard enthalpy change (△H°) of ZrO₂calcined at 600℃ for 4 hours is 18 kJ/gmol.

연구발표초록 ( 열역학 ) : PITZER 이온 상호작용 파라미터의 상관관계에 관한 연구

김희택 (정),배성렬 (정),류경옥 (정) ( Hee Taik Kim,Seong Youl Bae,Kyong Ok Yoo ) 한국화학공학회 1990 춘계학술발표회 Vol.- No.-

플라즈마 처리된 폴리이써설폰 막의 CO₂/N₂ 혼합가스의 투과거동에 대한 연구

박희진,노상호,배성렬,문세기,Park, Hee-Jin,Noh, Sang-Ho,Bae, Seong-Youl,Moon, Sei-Ki 한국화학공학회 2002 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.40 No.6

폴리이써설폰 막(polyethersulfone membrane, PES)을 Ar, $NH_3$ 플라즈마로 표면 처리하고, 처리 전후의 변화를 관찰하였다. Ar 플라즈마로 처리하였을 때 O/C의 비율이 증가하며 친수성기의 도입이 확인되었고 $NH_3$ 플라즈마로 처리하였을 때 아민, 아미노기가 도입되었다. 또한 폴리이써설폰 막의 흡습성이 유지될 경우, 플라즈마 처리에 의해 표면에 형성된 극성 작용기들과 $CO_2$와의 내부반응이 증가하였다. 이로 인해 $N_2$에 비하여 $CO_2$의 용해 선택성이 증가하였고 투과도와 선택도가 동시에 향상되는 효과를 나타내었다. 플라즈마 처리된 폴리이써설폰 막에서 $CO_2$의 투과도와 ${\gamma}$(actual separation factor)에 대한 최적조건은 Ar 플라즈마 처리의 경우 10 W-2 min에서 각각 $13.19{\times}10^{-10}cm^3(STP)cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$와 20.12이며, $NH_3$ 플라즈마 처리의 경우 50 W-2 min에서 $15.40{\times}10^{-10}cm^3(STP)cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$와 20.06를 얻었다. The surface of polyethersulfone(PES) membrane treated by Ar, $NH_3$ plasma, and the effects were observed before and after the treatment. The membrane treated by Ar plasma was increased the O/C ratio and measured the hydrophilic group, and the one by $NH_3$ plasma was attached the amine group and the amino group. In addition, with the wettability of polyethersulfone membrane $CO_2$ and the polar functional groups of surface interacted increasingly. Thus by comparable increase of the soluble selectivity $CO_2$ to $N_2$ both the permeability and the selectivity of $CO_2$ was improved. The optimum condition for the $CO_2$ permeation and actual separation factor of the plasma treated membrane was as follows; the measurement of Ar-10 W-2 min plasma treatment was $13.19{\times}10^{-10}cm^3(STP)cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$ and 20.12, and the measurement of $NH_3$-50 W-2 min plasma treatment was $15.40{\times}10^{-10}cm^3(STP)cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$ and 20.06.

혼합전해질 용액에서의 활동도 계수 예측

김희택,윤철,배성렬,류경옥 ( Hee Taik Kim,Cheol Yoon,Seong Youl Bae,Kyong - Ok Yoo ) 한국화학공학회 1992 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.30 No.6

A simple but sufficiently accurate predictive equation for the activity coefficients of aqueous mixed electrolyte solutions was developed. The predictive equation needs no additionally adjustable parameters and requires only the knowledge of activity coefficients for single electrolyte solutions. Therefore, in this study, a special apparatus was desinged and constructed to measure the activity coefficients of single electrolyte solutions. The salts to be used in this work included NaCl, NaBr and KCl. The measuring temperature were 25℃, 30℃ and 35℃, respectively. The applicability of the predictive equation for the activity coefficients of a mixed-electrolyte solution was evaluated by comparing their estimates of activity coefficients with experimental data. This equation has a predictive accuracy of ±2% when compared with the experimental values for NaCl-NaBr-H₂O and KCl-NaBr-H₂O system at 25℃.

혼합용매 내에서 단분산 Al2O3 미립자의 합성에 대한 전해질 첨가효과

김현진,김희택,배성렬,류경옥 ( Hyun Jin Kim,Hee Taik Kim,Seong Youl Bae,Kyong Ok Yoo ) 한국화학공학회 1995 화학공학의이론과응용 Vol.1 No.2