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Polyethersulfone (PES) 고분자 상변환막의 성능을 향상시키기 위해 PES 고분자에 나노 크기의 ZnO 무기입자를 함침시킨 혼합기질막(mixed matrix membrane)을 제조하고 특성을 평가하였다. PES-ZnO 혼합기질막은 ZnO 나노입자를 PES 대비 최대 0.375 wt%의 낮은 비율로 첨가시킨 PES-ZnO-NMP(N-methyl-1-pyrrolidone)로 이루어진 캐스팅 용액을 사용하여 상변환법을 통해 제조하였다. 제조된 혼합기질 막의 물성과 특성은 막의 단면구조 관찰, 접촉각 측정, 인장강도 측정, 순수 투과량 측정 및 BSA 단백질 용액의 한외여과 실험을 통해 평가하였다. 이 결과 혼합기질 막은 PES 고분자 matrix에 함유된 ZnO 나노입자로 인해 막의 친수성이 증가하여 막오염 발생이 억제되어 투과량이 증가하였다. ZnO 나노입자는 혼합기질막의 제조에 있어 막오염의 발생 억제와 투과량 증가에 유용하게 사용될 수 있는 무기물 첨가제임을 알 수 있다.
In this research, a new expectation in enhancing the PES (polyethersulfone) polymer phase inversion membrane performances with nanoparticles is proposed by using ZnO. This paper investigated the synthesis of PES phase inversion membranes including ZnO nanoparticles and evaluates the performance of these mixed matrix membranes. The PES-ZnO mixed matrix membranes were fabricated by phase inversion method using the PES-ZnO-NMP(N-methyl- 1-pyrrolidone) casting solutions with low ZnO nanoparticles content of 0.375 wt%. The influence of ZnO nanoparticles on the characteristics of PES-ZnO mixed matrix membranes was investigated with scanning electron microscope observations of membrane cross-sections, contact angle measurements, tensile strength measurements, pure water flux measurements and ultrafiltration experiments of BSA solution. Those results showed that the performance advancements in comparison with the pure PES membrane without ZnO in terms of increasing hydrophilicity as well as reducing membrane fouling by adding ZnO nanoparticles even in low concentration.
