ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
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Research Papers : Synthesis and Permeation Properties of Heterogeneous GMA - DVB / PE Anion Exchange Membranes to Eliminate NO3 from Ground Water
Abstract
To eliminate nitrate ion in ground water by electrodialysis (ED), heterogeneous ion-exchange glycidyl methacrylate (GMA) membranes were synthesized using linear low density polyethylene (LLDPE) as a the matrix. We prepared the membranes with various ratios of GMA-divinylbenzene (DVB) copolymer and LLDPE contents and investigated their mechanical and electrochemical properties. We observed that SO4(2-) disturb removal of NO3(-) from ground water and the size of NO3(-) is smaller than that of SO4(2-). Thus we synthesized anion exchangers with various DVB contents. The tensile strength and modulus were increased with increasing PE content, and when PE content was 70 wt%, the maximum values appeared at 4.50, 1000 kg/cm(2), respectively. The electrochemical properties such as water uptake, fixed ion concentration, and ion transfer number increased with increasing GMA-DVB copolymer content in the membrane. Also, it was found that the optimal current for separation was 150 mA.
연구논문 : 지하수 중 NO3- 제거를 위한 불균질 GMA - DVB / PE 음이온 교환막의 제조 및 투과 특성
초록
전기투석 공정으로 지하수 중 질소 성분을 제거하기 위하여 압출법으로 PE를 지지체로 한 glycidyl methacrylate(GMA)계 불균질 음이온교환막을 합성하였다. 이온교환막은 현탁 중합법으로 합성한 glycidylmethacrylate-divinylbenzene(GMA-DVB) 공중합체와 linear low density polyethylene의 배합 비율에 따라 제조하고, 이들의 역학적, 전기화학적 물성을 확인하였다. 여기서 지하수에 공존하는 음이온 중 NO3(-)제거에 가장 방해가 되는 SO4(2-)이 입체적으로 크다는 것에 착안하여가교제인 DVB의 양을 변화시켜 공중합체를 합성하였다. 막의 역학적 물성을 확인하기 위해 측정한 인장강도와 탄성률은 PE 함량이 높아질수록 증가하였으며, PE가 70 wt%일 때 각각 45.0, 1000 kg/cm(2)으로 최대를 나타냈다. 반면에 함수율 및 고정 이온농도, 이온투과성, 전기저항 등 막의 전기화학적 특성은 막내에 공중합체의 함량이 높아질수록 증가하였다. 한편 막을 이용하여 전기투석에 의한 질소이온 분리시 최적 전류량은 150 mA이었다.