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개질 폴리술폰 분리 막의 제조와 유사 크기 단백질의 분리
손태양,김득주,남상용 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0
현재의 단백질 분리 공정들은 비용이 크고 시간이 오래 걸린다는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 분리막을 이용한 공정들이 계속적으로 연구되고 있고 그 중에서도 단백질의 크기, pH에 따른 표면 전하차이를 이용한 분리공정들이 각광받고있다. 본 연구는 유사한 크기의 단백질 분리를 위해 전하를 부여한 개질된 폴리술폰으로 용액을 제조한 뒤 casting knife를 이용하여 비용매에 넣어주어 상이 변하는 상전환법을 이용해서 분리 막을 제조하였다. 그리고 제조된 분리 막의 특성평가로는 분리 막 표면의 Zeta potential를 pH에 따른 전위차를 측정하여 확인하였고 화학구조의 확인을 위해 FT-IR, 1HNMR을 이용하였다. 그리고 단백질의 농도측정을 위해 UV spectrometer를 이용하였다.
음이온교환막 연료전지 적용을 위한 고분자 용액의 점도 조절로의 pore-filling 복합막의 두께 및 성능 최적화
손태양,고태호,김기현,남상용 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1
고분자 전해질막 연료전지는 수소와 산소만을 이용하고 부산물로는 에너지와 물만 생성되는 친환경 대체 에너지원이다. 하지만, 현재의 고분자 전해질막 연료전지는 양이온교환막을 사용하여 산성분위기에서 구동되기 때문에 백금촉매를 이용해야 하는 단점이 있을 뿐만 아니라 핵심부품인 양이온교환막은 현재 미국 듀폰사의 나피온의 비싼 가격이 문제가 되고 있다. 이에 반해 음이온교환막 연료전지의 경우 알칼리 분위기에서 구동되는 비귀금속촉매 사용이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 아직까지 연료전지의 높은 성능을 구현하기 위해서는 높은 이온전도특성이 요구되는데 이는 낮은 기계적 물성을 초래한다. 따라서 이온전도특성의 향상과 기계적 물성이 동시에 향상되어야 한다. 이를 위해서 pore-filling 방법으로 다공성 지지체로 복합막을 제조하는데, 기공 사이에 음이온교환 고분자 용액의 충진과 지지체로 인한 두께 증가의 문제점이 발생한다. 본 연구는 위 문제점을 해결하기 위해서 음이온교환 고분자 용액에 첨가제를 이용하여 점도를 낮추어 다공성 지지체로 함침이 잘 이루어지게하고 두께 또한 최적화되는 방법에 대해 알아보았다.
손태양,Elena Tocci,박치훈,남상용 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.05
전기 탈이온 공정(EDI)은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정으로 알려져 있고, 모듈은 전기투석을 위한 양이온교환막과 음이온교환막 사이에 이온 교환수지를 채워 넣는 형태로 제조된다. 모듈 제조에 사용되는 양이온교환막을 고무상의 고분자 SEBS triblock copolymer를 이용하여 sulfonation을 진행하여 S-SEBS 양이온교환막을 제조하였다. 제조된 양이온교환막의 특성평가를 진행하였고, 술폰화시킨 SEBS, 물 분자, 히드로늄 이온을 모델링하여 술폰화시킨 SEBS, 히드로늄 이온과 물분자의 의 동역학을 분자동역학시뮬레이션을 이용해서 살펴 본 뒤 비교분석을 진행했다.
Molecular dynamics simulation of polymeric membrane
손태양,김득주,박치훈,남상용 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0
우리나라 에너지 산업에서의 분리막을 이용한 연구가 많이 이루어지고 있는데 그중에서도 이온교환그룹이 도입된 고분자 분리막의 경우 해수담수, 전지시스템, 전기탈이온공정 등 많은 산업에서 사용되며 갈수록 범위와 규모가 커지고 있다. 이러한 고분자 분리막들은 이온교환성능이 좋은 조건을 기본적으로 가지고 있어야한다. 그래서 본 연구는 그 중에서도 전기탈이온 공정을 위한 이온교환 그룹을 도입한 이온교환 막의 제조와 테스트를 하고 분자동역학 시뮬레이션을 동시에 실시하여 실험 결과 및 시뮬레이션 예측 결과의 비교를 통한 분석이 이루어진 내용을 다루고 있다.
이온교환능력을 향상 시킨 양이온 교환막의 분자동역학모사 실험
손태양,Elena Tocci,박치훈,남상용 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.11
기존의 전기 탈이온 공정(EDI)은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정으로 알려져있다. 여기서의 모듈은 전기투석을 위한 양이온교환막과 음이온교환 막이 있고 이 막 사이에 이온교환수지를 채워 넣는 형태로 제조된다. 이에 이용 되는 양이온교환막으로 술폰화시켜 이온교환능을 가지게한 sulfonated SEBS triblock copolymer를 이용했다. 게다가 술폰화시킨 SEBS, 물 분자, 히드로늄 이온을 모델링하고 술폰화시킨 SEBS, 히드로늄 이온과 물분자의 의 동역학을 분자동역학시뮬레이션을 이용해서 살펴보았다. 그리고 실제 실험을 통한 비교분석 을 진행했다.
계면동전위측정장치를 이용한 유사크기 단백질 분리용 개질된 폴리술폰 분리막의 제조 및 특성평가
손태양,남상용 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
지금까지 사용되고 있는 단백질 분리 공정들은 비용이 크고 시간이 오래 걸린다는 단점을 가지고 있고 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 분리막을 이용한 공정들이 계속적으로 개발, 연구되고 있다. 이 공정들 중에서도 단백질의 크기, pH에 따른 표면 전하차이를 이용하여 보다 효율적으로 분리하는 공정들이 각광을 받고 있다. 본 연구는 유사크기 단백질 분리용 분리막을 제조하기 위해서 고분자에 전하를 부여한 개질시키는 개질된 폴리술폰으로 용액을 제조하였다. 그 후 casting knife를 이용하여 얇게 casting 해준 뒤 비용매인 물에 넣어주어 상전이법을 이용해서 분리 막을 제조하였다. 이렇게 제조된 분리막으로 특성평가를 진행하였고, 막 표면의 Zeta potential를 pH에 따른 전위차를 측정하여 확인하고, 화학구조의 확인을 위해 FT-IR, 1HNMR을 이용하였다. 추가적으로 분리 실험에 사용되는 단백질의 농도측정을 위해 UV spectrometer를 이용하였다.
카도그룹 도입한 copolyimide 기체분리막의 제조와 특성평가
손태양,김득주,남상용 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1
본 연구에서는 화학적 이미드화를 이용하기 위해 6FDA (4,4'-(Hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride)와 벌키한 카도그룹을 도입한 다이아민(BAPF, 9,9-Bis(4-aminophenyl)fluorene)과 단단한 구조를 지닌 다이아민(DAF, 9H-fluorene-2,7-diamine)의 몰 비에 따른 카도 코폴리이미드를 합성하였다. 제조된 분리막의 특성평가를 하기 위해 먼저 타임렉 방법을 이용하여 기체투과 성능을 측정하였다. 제조된 카도 코폴리이미드의 화학적 구조와 합성 유무를 확인하기 위해 핵자기 공명 분광기 (<sup>1</sup>H NMR), 적외선분광광도계 (FT-IR)를 사용하였다. 고분자의 열적 특성을 알아보기 위해 열중량분석기 (TGA), 시차주사 열량계(DSC)를 측정하였다.