• Membrane and Water Treatment
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• 제3권3호
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• pp.169-179
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• 2012

One of the major limitations in the use of commercial aromatic polyamide thin film composite (TFC) reverse osmosis (RO) membranes is to maintain high performance over a long period of operation, due to the sensitivity of polyamide (PA) skin layer to oxidizing agents, such as chlorine, even at very low concentrations in feed water. This article reports surface modification of a commercial TFC RO membrane (BW30-Dow Filmtec) by covering it with a thin film of poly(vinyl alcohol) (PVA) crosslinked with glutaraldehyde (GA) to improve its resistance to chlorine. Crosslinking reaction was carried out at 25 and $40^{\circ}C$ by using PVA 1.0 wt.% solutions at different GA/PVA mass ratio, namely 0.0022, 0.0043 and 0.013. Water swelling measurements indicated a maximum crosslinking density for PVA films prepared at $40^{\circ}C$ and GA/PVA 0.0043. ATR-FTIR and TGA analysis confirmed the reaction between GA and PVA. SEM images of the original and modified membranes were used to evaluate the surface coating. Chlorine resistance of original and modified membranes was evaluated by exposing it to an oxidant solution (NaClO 300 mg/L, NaCl 2,000 mg/L, pH 9.5) and measuring water permeability and salt rejection during more than 100 h period. The surface modification effectively was demonstrated by increasing the chlorine resistance of PA commercial membrane from 1,000 ppm.h to more than 15.000 ppm.h.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.251-256
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• 2013

본 연구에서는 아세틸화된 메틸 셀룰로스를 복합박막 정삼투막의 지지층으로 사용하였다. 계면중합법을 이용하여 선택성이 우수한 폴리아미드 활성층을 다양한 지지층 위에 코팅하였다. 아세틸화된 메틸 셀룰로스 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막의 구조와 성능을 다른 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막과 비교하였다. 실험적 결과는 아세틸화된 메틸 셀룰로스 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막의 성능이 다른 정삼투막들에 비해서 우수하였으며 이것은 구조적인 특성과 염의 낮은 역확산속도 때문인 것으로 사료된다.

• 멤브레인
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• 제26권5호
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• pp.351-364
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• 2016

최근 폴리아마이드 선택층에 나노물질을 혼합하여 해수담수화 성능을 높이고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 총설은 역삼투 분리막 해수담수화 공정에서의 에너지 효율 향상을 위한 우수한 성능을 가진 폴리아마이드 기반 나노복합막을 소개하고자 한다. 그래핀 옥사이드 및 탄소나노튜브와 같은 탄소나노물질 및 제올라이트, 실리카 나노입자 등의 다양한 나노물질들이 기존 폴리아마이드의 투과분리성능을 높이기 위해 적용되고 있다. 본 총설에서는 최근 연구 중인 각 나노소재별 성능향상 특장점을 소개하고, 더 높은 성능을 갖는 나노복합막 제조를 위한 연구방향을 제시하고자 한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1991년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.9-9
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• 1991

This paper will begin by describing osmosis and how reverse osmosis works. It will show how osmotic pressure affects reverse osmosis operations. It uill explain salt rejection, membrane flux, and recovery rates and the affect that salt built up has on membrane performance. It wil 1 explain the limitations of RO performance and why pretreatment is important. It will describe the two basic types of membrane, asymmetric and thin-film composite and explain the difference between these types plus compare cellulose acetate types to aromatic polyamide type membranes. It will discuss operating efficiences as it compares to feedwater pressure, concentration, temperature and pH. Finally, it will discuss the differences between tubular, plate and frame, hollow fiber and spiral wound element design. It will be a paper that talks about the basics of RO systems and should give a person who is unfamiliar with RO a basic introduction to this type of separation technology.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권4호
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• pp.309-321
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• 2015

We report in this study the synthesis of mixed matrix reverse osmosis membranes by interfacial polymerization (IP) of thin film nanocomposite (TFNC) on porous polysulfone supports (PS). This paper investigates the synthesis of ZnO nanoparticles (NPs) using the sol-gel processing technique and evaluates the performance of mixed matrix membranes reached by these aerogel NPs. Aqueous m-phenyl diamine (MPD) and organic trimesoyl chloride (TMC)-NPs mixture solutions were used in the IP process. The reaction of MPD and TMC at the interface of PS substrates resulted in the formation of the thin film composite (TFC). NPs of ZnO with a size of about 25 nm were used for the fabrication of the TFNC membranes. These membranes were characterized and evaluated in comparison with neat TFC ones. Their performances were evaluated based on the water permeability and salt rejection. Experimental results indicated that the NPs improved membrane performance under optimal concentration of NPs. By changing the content of the filler, better hydrophilicity was obtained; the contact angle was decreased from $74^{\circ}$ to $32^{\circ}$. Also, the permeate water flux was increased from 26 to 49 L/m2.h when the content of NPs is 0.1 (wt.%) with the maintaining of lower salt passage of 1%.

• 상하수도학회지
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• 제34권2호
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• pp.127-137
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• 2020

In this study, a MWCNT(multi-wall carbon nanotube) was added to polysulfone(PSf) support layer to improve flux of TFC(thin film composite) RO(reverse osmosis) membrane. Two different kinds of MWCNT were used. Surfaces of some MWCNTs were modified hydrophilically through acid treatment, while those of other MWCNTs were modified through heat treatment to maintain their hydrophobicity. MWCNT/PSf support layer was prepared by adding PSf to the NMP mixed solvent containing 0.1 wt% MWCNTs using a phase inversion method. The surface porosity of the MWCNT/PSf support increased by 42~46% while its surface pore size being maintained. The TFC RO membrane made of MWCNT/PSf support layer showed a 20% flux increase while its salt rejection characteristics is sustained. In addition, the MWCNT/PSf support layer has better mechanical stability than the PSf support layer, there resulting in an increased resistance of flux reduction due to physical pressure.

• 멤브레인
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• 제26권5호
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• pp.391-400
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• 2016

본 연구에서는 폴리술폰층 표면에 계면 중합 반응을 시켜 정삼투 복합 박막을 얻는 방법에 있어서, 지지층인 폴리술폰층과 활성층인 폴리아미드층 사이에 테트라에톡시실란 단량체의 졸-젤 반응을 통하여 고분자를 합성함으로써 친수성 경계층을 형성시키는 방법에 관한 제조법을 제시하였다. 폴리술폰층은 막 저항을 최소화하기 위하여 아주 얇은 부직포를 사용하였다. 테트라에톡시실란의 졸-젤 반응으로 형성된 고분자 경계층이 폴리술폰층과 폴리아미드층 사이에 형성된 정삼투 분리막은 친수화도, 유량 향상 등 정삼투 분리막 투과 특성에 있어 향상된 결과를 보여 주었다. 폴리아미드 계면 중합과 테트라에톡시실란 졸-젤 중합의 순서를 변화시킴으로써 표면 구조 특성 및 정삼투 투과 특성이 크게 달라짐을 볼 수 있었다. 정삼투막의 투과 특성은 실험실 용량의 정삼투 평가 장치를 통하여, 정삼투 분리막 내 폴리실록산의 분포와 구조는 FE-SEM과 EDAX를 이용하여 조사하였다. PS_PA_TEOS막의 경우 유량에 있어 79.2 LMH로 현격한 증가가 있었으나 염의 역확산 속도 역시 7.10 GMH로 증가하였다. 반면 PS_TEOS_PA막의 경우 PS_PA막에 비해 염의 역확산 속도는 1.60 GMH로 유지되면서 유량이 54.1 LMH로 증가하는 현상을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제8권1호
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• pp.29-41
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• 1998

수용상 MPD(m-phenylene diamine)와 유기상 TMC(trimesoyl chloride)를 사용하여 역삼투 복합막의 활성층 고분자인 aromatic polyamide 제조를 행하고 그 성능을 고찰하였다. 또한 polysulfone 다공성 지지막 위에 박막을 회분, 연속식으로 계면중합 제조한 후, 제조변수에 따른 역삼투 성능을 비교하였다. 회분식으로 복합막을 제조한 결과 유기상 용매의 종류, 단량체의 농도와 함침시간, 열처리 온도, 중화제, 알코올 후처리, 산 후처리 등에 의해 다양한 성능을 나타내었다. 이때, 투과량 향상에는 알코올 후처리 효과가, 또 선택도의 향상에는 단량체의 농도와 함침시간이 변수이었다. 최적조건에서 연속식 공정으로 막모듈을 제조하여 NaCl 5,000 ppm, $25kg_f/cm^2$에서 상용막과 비교할때, 투과량은 33% 증가하고 배제율은 5% 감소하였다.

• 멤브레인
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• 제27권6호
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• pp.506-510
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• 2017

계면중합법은 혼합되지 않은 두 용액에 용해되어 있는 반응성 단량체들이 계면에서 중합되는 기술로 다양한 분야에 응용되고 있다. 이 중, 수처리 분리막의 경우 m-phenylene diamine과 Trimesoyl chloride를 반응물로 사용하고 있다. 분리막의 성능은 다양한 중합 성능에 의해 영향을 받고 있으며, 본 연구에서는 유기 용액의 퍼짐 속도가 어떻게 분리막 표면 및 구조에 영향을 주는지를 주사전자현미경을 통해 고찰하였다. 퍼짐 속도는 7.6과 25 mm/sec로 조절하였으며, 유기상 용액은 1~3방울까지 조절하였다. 관찰된 결과는 퍼짐 속도가 7.6 mm/sec에서는 한 방울 떨어트릴 경우, 25 mm/sec에서는 두 방울 떨어트릴 경우 폴리아마이드 막에 균열을 발견할 수 없었다. 반면 나머지 경우에 모두 균열이 발생하였다. 따라서, 초기 유기용액의 퍼짐 속도는 폴리아마이드 분리막의 성능에 영향을 줄 것으로 관찰되었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권6호
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• pp.417-429
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• 2019

Poly Sulfone nanofibers were electrospun to fabricate membranes of different characteristics. To fabricate the fiber mats, polymer concentration, flowrate, and current density were determined as the most influencing factors affecting the overall performance of the membranes and studied through Response Surface Methodology. The Box-Behnken Design method (three factors at three levels) was used to design, analyze, and optimize the parameters to achieve the best possible performance of the electrospun membranes in forward osmosis process. Also, internal concentration polarization that characterizes the efficiency of the forward osmosis membranes was determined to better assess the overall performance of the fabricated electrospun membranes. Water flux to reverse salt flux was considered as the main response to assess the performance of the membranes. As confirmed experimentally, best membrane performance with the minimal structural parameter value could be achieved when predicted optimal values were used to fabricate the membranes through electrospinning process.