선행 연구에서 poly(styrene sulfonate) (PSS)/poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC) 나노 여과막을 사용하여 불소 이온을 포함한 1가 이온 혼합물을 분리하는 것이 가능함을 보였다. 예를 들면, 다공성 알루미나 지지체에 (PSS/PDADMAC)4PSS 필름을 코팅한 경우 염소/불소 이온의 선택도가 3 이상이었으며 4.8 bar에서 용액의 플럭스가 3.5 m 3 /m 2-day이었다. 그러나, PSS/PDADMAC 이층의 수가 4.5에서 5.5.로 증가하면 염소/불소 이온의 선택도가 1.9로 떨어졌으며, (PSS/PDADMAC)6PSS 필름의 경우에는 염소 이온의 배제율이 급속히 증가하면서 선택도가 1에 가까웠다. 이러한 선택도의 감소 현상은 예상치 못한 것으로서 다른 지지체를 사용하여도 같은 경향을 보이는지 여부는 불분명하였다. 따라서, 본 연구에서는 다공성 알루미나 대신에 분획 분자량이 50kDa인 다공성 polyethersulfone (PES)에 PSS/PDADMAC을 적층하고 불소/염소 이온 혼합물의 나노 여과 특성을 살펴보았다. 그 결과 다공성 알루미나의 경우와 비록 적층 수는 달랐으나 불소 이온의 배제율이 최대가 되는 최적 적층수가 존재하였으며 이로부터 이러한 현상이 지지체에 무관한 일반적인 사실임을 알 수 있었다.

In a previous study, we probed the potential of poly(styrene sulfonate) (PSS)/poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC) nanofiltration (NF) membranes for the separation of monovalent anions, with an emphasis on the selective rejection of F -. Remarkably, deposition of (PSS/PDADMAC)4PSS films on porous alumina supports yielded membranes that exhibited Cl - /F - selectivity > 3 with minimal Cl - rejection, and a solution flux of of 3.5 m 3 /m 2-day at 4.8 bar. When the number of PSS/PDADMAC bilayers was increased from 4.5 to 5.5, however, F - rejection decreased from 73% to 50% and Cl - /F - selectivity dropped to 1.9. Addition of another bilayer to form (PSS/PDADMAC)6PSS PSS films resulted in a significant increase in Cl - rejection to give essentially no Cl - /F - selectivity. The decrease of selectivity with deposition of more than 4.5 bilayers was not expected and it was unclear whether this characteristic was substrate independent. In this study, to investigate the effect of substrates on NF performance of multilayer polyelectrolyte membranes, PSS/PDADMAC films were deposited on 50 kDa polyethersulfone (PES) ultrafiltration supports instead of porous alumina supports. The results indicate that, although fluoride rejection and the number of bilayers at which a maximum F - rejection occurs are different, the trend is similar for both types of substrates. Therefore, we can conclude that the NF characteristics of multilayer polyelectrolyte membranes may be substrate independent.

• Seong Uk Hong(한밭대학교 공과대학 화학공학과) | 홍성욱 주저자