KCI등재
SCOPUS
SCIE
Polydopamine-modified halloysite nanotube-incorporated polyvinyl alcohol membrane for pervaporation of water-isopropanol mixture
저자
SeungYong Choi (Pukyong National University) ; Shivshankar Chaudhari (Pukyong National University) ; HyeonTae Shin (Pukyong National University) ; 조계용 (부경대학교) ; 이동욱 (부경대학교) ; MinYoung Shon (Pukyong National University) ; 남승은 (한국화학연구원) ; 박유인 (한국화학연구원)
발행기관
학술지명
Journal of Industrial and Engineering Chemistry(Journal of Industrial and Engineering Chemistry)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
158-170(13쪽)
제공처
In reference, the mussel-encouraged surface adhesion chemistry, dopamine oxidative autopolymerizationon the surface of halloysite nanotubes (HNTs) was performed to confer hydrophilicityto the HNTs. The additional hydrophilic moieties with surface coating by polydopamine (PDA) wasassured with transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), and X-ray photoelectronspectroscopy (XPS) techniques. A PDA/HNT-incorporated polyvinyl alcohol/polyvinyl amine(PVA-PVAm) membrane was fabricated for the pervaporation-dehydration of isopropanol/water (IPA/water),and the filler dispersion, crystallinity, and hydrophilicity of the membrane were confirmed by fieldemissionscanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), and contact angle measurements,respectively. The pervaporation test was performed with membranes having different PDA/HNTcontents, where the flux increased from 0.19 to 0.39 kg/m2h, and the separation factor decreased from479 to 63 with the 80/20 (w/w, IPA/water) feed mixture at 40 C. Compared to the unmodified HNTincorporatedmembrane, the membrane with 5 wt.% PDA/HNT exhibited superior performance. Uponincreasing the feed (85/15 IPA/water w/w) temperature from 40 to 70 C, the flux of water and IPAincreased from 0.062 to 0.13 kg/m2h and 0.000063 to 0.00144 kg/m2h, respectively. The apparent energyof activation calculated using the Arrhenius equation was positive for both IPA and water. The higherenergy required for permeation of IPA (99.65 kJ/mol) compared to water (22.69 kJ/mol) is attributed tofacile permeation of water compared to IPA through the hydrophilic channel created by PDA-HNT. Inlong-term operation (120 h), the IPA and water flux of the 5 wt.% PDA/HNT-incorporated PVA-PVAmmembrane was maintained using a feed composition of 80/20 (w/w %) IPA/water at 40 C, indicatingremarkable reusability of the membrane.
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