• 청정기술
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• 제13권1호
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• pp.79-84
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• 2007

본 연구에서는 Ag가 포함된 sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK)를 촉진 수송 분리막으로 사용하여 에틸렌/에탄 그리고 프로필렌/프로판의 분리연구를 수행하였다. SPEEK는 PEEK를 황산과 반응시켜 제조할 수 있는데, 제조 방법에 따라 다양한 설폰화도 (DS)을 나타내었고 약 70시간 반응시켰을 때 0.95의 DS값을 보여주었다. SPEEK의 농도를 변화시켜 제조된 막은 각각 다른 두께로 코팅됨을 SEM으로 확인하였다. SPEEK막에 Ag 염 수용액을 반응시켜 제조한 SPEEK-Ag 막을 이용하여 에틸렌/에탄 그리고 프로필렌/프로판의 분리 실험을 실시한 결과 에틸렌과 프로필렌은 SPEEK 코팅 두께에 따라 $200{\sim}500$의 선택도를 보여 주었고, 투과도는 $5{\sim}50$ GPU값을 보여 주었다. 또한 SPEEK-Ag 촉진 수송막은 막을 제조할 때 사용한 은염의 종류에 따라서도 각기 다른 분리 효율을 나타내었다.

• 청정기술
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• 제10권3호
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• pp.169-176
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• 2004

촉진 수송 분리 막은 $Ag^+$ 이온과 올레핀 사이에서 ${\pi}$-complexation을 형성하고, 촉진 수송 현상에 의하여 올레핀을 선택적으로 분리한다. 본 연구에서는 Isoprene/n-pentane 분리를 위해 Sulfonated poly(ether ether)ketone (SPEEK)-$AgNO_3$로 이루어진 촉진 수송 분리 막을 제조하여 실험하였다. 이 분리 막은 isoprene의 좋은 선택도와 투과도를 나타내었고 장시간 동안 안정하게 분리 막의 성능을 유지하였다. SPEEK는 다양한 합성 조건에 따라서 degree of sulfonation (DS)가 많은 차이를 나타냈고, 1H NMR spectroscopy를 사용하여 제조된 SPEEK의 DS를 측정하였다. 이렇게 제조된 SPEEK를 이용한 분리 막의 선택도나 투과도와 같은 성능은 SPEEK의 DS에 의해 영향을 받았다. SPEEK의 DS가 높을수록, n-pentane에 대한 isoprene의 선택도는 최대 850 ~ 900까지 증가하였고, 또한 막의 안정성 역시 100시간 이상 유지되었다.

• 멤브레인
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• 제25권5호
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• pp.447-455
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• 2015

본 연구에서는 Polysulfone (PSf), Polyetherimide (PEI)를 각각 비율을 달리하여 아민화하였고, Polyether ether ketone (PEEK)을 설폰화하였다. 합성한 두 이온교환고분자를 더블캐스팅방법으로 SPEEK (sulfonated PEEK)/APSf (aminated PSf) 및 SPEEK/APEI (aminated PEI) 바이폴라막을 제조하였다. 각각의 막 표면을 불소화하고, 아민화 비율에 따라 차아염소산나트륨발생량을 비교하였다. 아민화 비율이 증가할수록 차아염소산나트륨 발생 농도 또한 증가하였다. SPEEK/APSf 3 : 1 막의 경우 불소화 전의 차아염소산나트륨 농도와 총 운전시간은 61.0 ppm, 220 min이고, 불소화한 막의 경우 58.6 ppm, 570 min이다. 또한 SPEEK/APEI 3 : 1 막에서 역시 불소화 전후의 차아염소산나트륨 농도는 각각 60.1 ppm, 58.3 ppm이고, 총 운전시간은 150 min에서 440 min으로 내구성이 크게 향상되었다. 따라서 표면 불소화가 막의 내구성에 중요한 역할을 한다고 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2529-2535
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• 2013

SPEEK/PWA/silica 전해질 복합막을 제조하기 위하여 졸-겔 방법을 이용하였다. 졸-겔반응의 전구체로는 TEOS를 사용하였으며 첨가제 겸 촉매로는 phosphotungstic acid(PWA)를 사용하였다. FE-SEM 분석을 통하여 PWA 및 silica 나노입자들은 고분자속으로 균일하게 분산되는 것을 확인할 수 있었다. SPEEK/PWA/silica 복합막의 함수율은 TEOS의 비율이 낮은 경우에는 TEOS의 증가에 따라 함수율이 감소하였지만 TEOS의 비율이 높은 경우에는 TEOS의 영향을 적게 받았다. SPEEK/PWA/silica 복합막의 이온전도도는 함수율의 변화와 유사한 경향을 나타내었으며 TEOS의 비율이 증가함에 따라 처음에는 이온전도도가 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타내었다. SPEEK/PWA/silica 복합막의 메탄올 투과도는 TEOS의 농도가 증가함에 따라 투과도가 감소하는 경향을 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제57권5호
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• pp.625-633
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• 2013

A type of polycyclotriphosphazene derivative (PCTPD), hexasulfanilic acid polycyclotriphosphazene (HSACP) and HSACP grafting SPEEK, sulfonated poly[2-(petachloropolycyclotriphosphazene-oxy)] etheretherketone (SPPSACPEEK) were synthesized, which were characterized by FTIR and $^{31}P$ NMR. Then three types of composite membranes such as HSACP grafting SPEEK, HSACP blending SPEEK, and nano $Y_2O_3$ doping and HSACP grafting SPEEK, respectively, were continuously prepared by solution-casting method. Comparing to SPEEK membranes with different amount of HSACP grafted or blended, grafting 15 wt% HSACP and doping 10 wt% nano $Y_2O_3$ SPEEK membrane conducted outstanding overall behavior of proton conductivity reaching $3.18 {\times}10^{-2}$ S/cm at $90^{\circ}C$ which was merely junior to SPEEK with 15 wt% HSACP grafted, methanol permeability coefficient getting $9.46{\times}10^{-8}cm^2{\cdot}s^{-1}$, swelling degree of 20.9% and solid residue of 98.98% which was superior to all specimen.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.247-252
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• 2013

반응시간을 변화시키면서 poly(ether ether ketone) (PEEK)을 황산과 반응시켜 술폰화도가 다른 sulfonated PEEK (SPEEK)를 합성하였다. 제조한 SPEEK를 탄소전극 표면에 코팅하여 이온선택성 복합탄소전극(ion-selective composite carbon electrode, ISCCE)을 제조하였다. 임피던스 분석을 통해 제조한 ISCCE의 비정전용량과 전기저항을 측정하였다. 술폰화 반응 시간에 따라 SPEEK의 이온교환용량은 1.60~2.57 meq/g으로 측정되었다. 그러나 이온교환용량이 2.5 meq/g 이상에서는 SPEEK가 일부 물에 용해되어 ISCCE 제조에 부적합하였다. ISCCE에 대한 정전용량을 측정한 결과 코팅된 SPEEK의 이온교환용량이 증가함에 따라 정전용량도 증가하였으며 코팅하지 않은 탄소전극에 비해 최대 20%까지 향상되었다. 또한 코팅층의 전기저항은 SPEEK의 이온교환용량이 증가함에 따라 크게 감소하였다. 따라서 SPEEK가 코팅된 ISCCE를 이용하여 기존 축전식 탈염(capacitive deionization, CDI) 공정의 탈염효율을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.95-103
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• 2009

In order to improve the electrochemical, mechanical and electrocatalytic characteristics, engineering plastic of polyether ether ketone (PEEK) as polymer matrix was sulfonated (SPEEK) and the organic-inorganic blend composite membranes has been prepared by loading heteropoly acids (HPAs), including tungstophosphoric acid (TPA), molybdophosphoric acid (MoPA), and tungstosilicic acid (TSiA). And then these were covalently cross-linked (CL-SPEEK/HPA) as the electrolyte and MEA of polymer electrolyte membrane electrolysis (PEME). As a result, the optimum reaction conditions of CL-SPEEK/HPA was established and the electrochemical characteristics such as ion conductivity ($\sigma$) were in the order of magnitude: CL-SPEEK /TPA30 (${\sigma}=0.128\;S/cm^{-1}$) < /MoPA40 (${\sigma}=0.14\;S/cm^{-1})$ < /TSiA30 (${\sigma}=0.22\;S/cm^{-1}$) at $80^{\circ}C$, and mechanical characteristics such as tensile strength: CL-SPEEK /TSiA30 $\fallingdotseq$ /MoPA40 < /TPA30. Consequently, in regards of above characterisitics and oxidation durability, the CL-SPEEK/TPA30 exhibited a better performance in PEME than the others, but CL-SPEEK/MoPA40 showed the best electrocatalytic activity of cell voltage 1.71 V among the composite membranes. The dual effect of higher proton conductivity and electrocatalytic activity with the addition of HPAs, causes a synergy effect.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.164-169
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• 2008

본 연구에서 매개체로 $Ag^+$ 이온을 사용하고 polycarbonate 지지체 위에 sulfonated poly(ether ether ketone)(SPEEK) 코팅하여 촉진 수송 분리막을 제조하여 propylene/propane의 분리에서 막의 두께와 은의 농도의 영향을 알아보았다. PEEK와 황산을 이용하여 SPEEK를 합성하고 MeOH에 녹여 농도별(5, 10, 15, 20 wt%)로 polycarbonate 지지체 위에 코팅하였고, 은 수용액에 함침 시킨 후 어두운 곳에서 건조하여 사용하였다. 실험 결과, 막의 두께 증가하면 선택도는 증가하였고 투과 성능은 감소하였다. 또한 은의 농도가 증가할수록 선택도는 증가 하였으나, 투과 성능을 크게 변화 시키지는 않았다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.17-23
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• 2017

Polyether ether ketone (PEEK) composite including tungstophosphoric acid(TPA) membranes have been intensively investigated for polymer electrolyte membrane water electrolysis (PEMWE) and thus covalently linked sulfonated polyether ether ketone (CL-SPEEK) with captured TPA composite membranes were prepared and characterized. Sulfonated polyether ether ketone (SPEEK) was prepared in sulfonation of PEEK and was cross-linked with 1,4 diiodobutane. The carbonyl group of SPEEK was reduced with $NaBH_4$ and 3-isocyanatepropyltriethoxysilane (ICPTES) was added. The TPA captured composite was prepared in reaction of TPA with 3-mercaptopropyltrime thoxysilane (MPTMS). The polymer composite membranes showed better thermostability and electrochemical properties than SPEEK. The membranes were prepared by sol-gel casting method. The polymer composite membrane featured 0.1285 S/cm of proton conductivity at $80^{\circ}C$ and outstanding durability.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.338-344
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• 2017

Polyoxometal molybdophosphoric acid (MoPA) bonded polyether ether ketone (PEEK) composite membrane for water electrolysis has been investigated. The composited membrane, covalently cross linked (CL) sulfonated polyether ether ketone (SPEEK) with a bonded MoPA, was prepared in sulfonation of PEEK, cross linkage reaction with 1,4-diiodobutane, and addition with MoPA. PEEK was covalently cross-linked with 1,4-diiodobutane to improve mechanical strength and was added with MoPA to increase proton conductivity. MoPA should be fixed to back bone of SPEEK to prevent bleeding out. Therefore, the carbonyl group of SPEEK was reduced with NaBH4 and 3-isocyanatepropyltriethoxysilane (ICPTES) was added. The MoPA bonded composite was produced in the reaction of MoPA with 3-mercaptopropyltrimethoxvsilane (MPTMS). In conclusion, MoPA bonded CL-SPEEK composite membrane featured 0.129 S/cm of proton conductivity at $80^{\circ}C$, and 2,156 hours of chemical stability in Fenton test. These properties are better than those of membranes of other SPEEK system.