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최근 유기용매나노분리막(OSN) 기술의 응용분야가 확대되고 있으며 그에 따른 분리막 성능향상이 요구되고 있다. 본 연구에서는 박막복합막 형태의 OSN 분리막을 제조하여 용매의 투과성능을 측정하였다. 먼저 비용매상전이법(NIPS)을 활용하여 한외여과막 지지체를 제조하였고, 지지체의 성능을 최적화하기 위해 고분자(PSf or PES)와 기공형성제(PVP or Pluronic F-127)의 종류 및 조성의 영향을 확인하였다. 지지체 표면에 MPD와 TMC 단량체를 계면중합하여 폴리아미드 박막을 형성하였다. 제막된 박막복합막 OSN 분리막의 용매투과성능과 배제율을 측정하여 평가하였다. OSN 지지체로는 PSf 대비 PES 지지체의 성능이 안정적이었으며 Pluronic F-127보다 PVP를 도프용액에 첨가하였을 때 성능이 더 향상되었다. 기존 TMC-MPD 반응을 활용하여 박막복합막을 제조하였을 때 Acetonitrile 용매의 투과성능이 EtOH보다 월등히 높은 것을 확인 할 수 있었다.
Recently, the application range of organic solvent nanofiltration (OSN) technology has been expanding, requiring membranes with better performance. In this work, thin film composite (TFC) OSN membrane was fabricated. First, ultrafiltration support membrane was prepared via nonsolvent-induced phase separation (NIPS) technique using polysulfone (PSf) and polyethersulfone (PES). Then, the effect of pore forming additives such as polyvinylpyrrolidone (PVP) and pluronic F-127 were employed to improve the membrane permeance. The well-known interfacial polymerization technique was employed using MPD-TMC chemistry to form a thin film on top of the fabricated support, and its solvent permeance and nanofiltration performance was characterized. It was found that polyethersulfone support exhibited more reliable performance compared to polysulfone, and PVP additive was more effective compared to Pluronic F-127. As for the oSN performance, polar aprotic solvents like acetonitrile show significantly higher flux (986.5 L⋅m-2⋅h-1⋅bar-1) compared to water and EtOH (9.5 L⋅m-2⋅h-1⋅bar-1).
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2.1. 시약 및 재료
2.2. 한외여과막 지지체 제조
2.3. 박막복합막의 제조
2.4. 한외여과막 및 OSN 박막복합막의 형상분석
2.5. 분리막 투과도 및 배제율 실험
3. 결과 및 고찰
3.1. 한외여과막 지지체 제조 및 성능평가
3.2. 기공형성제의 영향 및 한외여과막 성능향상
3.3. OSN 박막복합막 제조 및 성능평가
4. 결 론
Reference
