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본 연구에서는, 혐기성 처리수에 용해된 바이오가스의 회수를 위해 불화 실리카/고분자 중공사 복합막을 제조하 고 막접촉기에서의 성능을 평가하였다. 복합막은 상용 폴리에테르이미드인(PEI) Ultem®을 이용하여 만든 중공사막 표면에 불 화 실리카를 강력한 공유 결합을 통해 코팅하는 방법으로 제조되었다. 막접촉기는 바이오가스로 포화된 수용액을 중공사의 외부에 공급하고, 중공사 내부로 기체를 투과시키는 방법으로 운전하였다. 높은 공극률을 가진 중공사막(PEI-fSiO2-A)은 액상 속도가 0.03 m/s일 때 메탄 회수 유량이 8.25 × 10-5 cm3 (STP)/cm2⋅s에 달했고 불화 실리카에 의해 표면 소수성이 매우 높 아져 물과의 접촉각이 75.6°에서 120~122°로 향상되었다. 본 연구에서 제조된 복합막은 바이오가스의 투과 속도와 소수성 모 두에서 탈기용으로 제조된 상용 폴리프로필렌 막보다 우수한 성능을 나타냈다.
In this study, polymer-fluorinated silica composite hollow fiber membranes were fabricated and applied to a membrane contactor for the recovery of methane dissolved in the anaerobic effluent. To prepare the composite membranes, porous hollow fiber substrates were fabricated with Ultem®, a commercial polyetherimide (PEI). Subsequently, fluorinated silica particles were synthesized and coated on the surface via strong covalent bonding. Due to the high porosity, our membrane showed a CH4 flux of 8.25 × 10-5 cm3 (STP)/cm2⋅s at the liquid velocity of 0.03 m/s which is much higher that that of commercial polypropylene membrane designed for degassing processes. This is attributed to our membrane’s high porosity as well as a superior surface hydrophobicity (120~122°) resulted from the coating with fluorinated silica nanoparticles.
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2.1. 재료 및 시약
2.2. 중공사막 제조와 표면 개질
2.3. 분석 방법 및 장비
2.4. CH4, CO2의 회수 실험
3. 결과 및 고찰
3.1. 다공성 중공사막 제조
3.2. PEI-불화 실리카 복합 중공사막 특성
3.3. 막 접촉기의 CH4, CO2의 투과 성능
4. 결 론
Reference
