바이오산업의 발전으로 의약품, 식품 등의 생산 과정의 분리/정제 공정에 사용되어 왔던 기존의 컬럼 크로마토그 래피를 대체하여 더 높은 처리효율을 갖는 막 크로마토그래피가 부상하고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 기공 크기의 두 가 지 상용 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose acetate, CA) 분리막을 탈아세틸화 과정을 통해, 리간드의 개질이 용이한 다공성 재 생 셀룰로오스 지지체를(Regenerated cellulose, RC) 제조하였다. 음이온 교환능을 부여하고자 grafting을 수행하였으며, 구체 적으로는 UV 중합법을 통해 4차 암모늄을 포함하는 음이온 교환 리간드(MAPTAC)를 부착하여 음이온 교환용 흡착막을 제 조하였다. 단백질 흡착 용량은 정적 흡착 용량(Static binding capacity, SBC)시험을 통해 총 단백질 흡착 용량을 측정했고, 동 적 흡착 용량(Dynamic binding capacity, DBC)을 측정하여 상용막과 비교 평가하였다. 성능 평가 결과 단백질 흡착량은 넓은 표면적에 의해 리간드 밀도가 높은, 기공 크기가 작은 순서로 높게 측정되었고, 상용 CA분리막을 탈아세틸화하고 리간드를 부착시킨 분리막(RC 0.8 + MAPTAC 43.69 mg/ml, RC 3.0 + MAPTAC 36.33 mg/ml)이 상용 막 크로마토그래피 제품(28.38 mg/ml) 대비 높은 흡착 용량을 보였다.

현재 우리 산업의 가속화된 발전으로 인해 다양하고 많은 양의 오염이 만들어지기 시작하고 있다. 특히 폐수의 경우 석유, 금속 및 유기물로 오염되는 강과 바다가 늘고 있으며, 빠른 조치가 필요해 보인다. 이러한 오염에 대응하기 위해 폐수에서 분리막을 이용한 깨끗한 물의 여과가 비용적으로 유리하고 친환경적인 기술로 떠오르고 있다. 재생 자원으로 만들 어진 막여과 기법들이 환경오염의 원인 중 하나인 합성고분자 분리막들을 대체하기 위해 많이 사용되고 있다. 박테리아 셀룰 로오스(Bacterial Cellulose / BC)는 순수하고 뚜렷한 형태의 셀룰로오스 나노섬유(Cellulose nanofibrils / CNF)이다. CNF에서 제조된 나노페이퍼는 각기 다른 용도로 한외여과막과 나노여과막으로 사용된다. BC의 높은 결정성으로 인해 폐수 처리 막의 필수 기준인 우수한 기계적 성질을 가질 수 있다. 본 리뷰 논문에서는 염료, 오일 및 중금속 등 폐수의 오염물질들을 걸러내기 위해 사용될 수 있는 BC 기반 분리막들에 대해 논의한다.

기체분리막을 이용한 바이오가스 및 천연가스 등의 CH4 고질화 공정은 타 공정에 비해 경제적이라는 장점이 있지만 필수적으로 CH4 손실이 발생하는 단점이 있다. 이는 CO2에 의한 가소화현상으로 CH4의 투과도가 증가하기 때문이다. 이러한 현상을 개선하고자 CO2 가소화에 대한 영향이 적은 Cellulose계열의 고분자를 이용하여 고선택도 멤브레인을 제막하였으며, 이를 이용하여 CH4 고질화를 위한 연구를 하였다. CO2, CH4, N2, O2 등 단일가스를 이용하여 CA기반의 8종의 고선택도 중공사막에 선택도와 투과도를 측정하였다. CO2/CH4 혼합가스 분리 테스트를 수행하였다.

Cellulose acetate (CA) has been used for microfiltration/ultrafiltration applications because of its good solubility in common solvents. However, it is sensitive to chemical and physical degradation. Therefore, in this study, cellulose acetate was crosslinked with terephthaloyl chloride (TPC) in dimethylacetamide (DMAc) solution to complement these weakness. Cross-linking was confirmed by increasing in dope solution viscosity and FT-IR. To indicate the chemical resistance, weight loss was observed after the cross-linked CA membranes were immersed in ethanol, hexane, acetone and DMAc solvent for 24h. The physical properties were evaluated by the tensile strength. In the result of experience, effect of the degree of cross-linking by increasing of the concentration of TPC improved the chemical and physical properties of CA.

본 연구에서는 셀룰로오즈 아세테이트(Cellulose acetate)를 이용하여 정삼투막을 제조하였으며 분리막 성능평가를 진행하였다. 분리막의 염제거율과 정삼투 공정에서의 투과성능 변화의 상관관계를 규명하기 위해 각기 다른 염제거율을 가지는 분리막을 제조하고 정삼투 장치를 이용하여 막 투과 성능을 평가하였다. 분리막의 구조가 정삼투 투과성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 각기 다른 용매를 이용하여 분리막을 제조하였다. 또한 제조된 분리막의 구조는 주사전자현미경(scanningelectron microscopy)을 통해서 확인하였으며 정삼투 장치 운전을 통해 투과성능 변화를 알아보았다.