KR101437592B1 - 수처리용 복합체 멤브레인 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO) 및/또는 탄소나노튜브(CNT)에 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 금속산화물로 기능화 시키고, 졸-겔법에 의해서 제조된 이산화티탄 용액을 PVDF (Polyvinylidene fluoride) 파이버 및/또는 산화티탄 나노 파이버 지지체에 스프레이 코팅하여 제조된 수처리용 복합체 멤브레인 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수처리용 복합체 멤브레인은 As, Pb, Hg 등의 중금속 제거뿐만 아니라, 광촉매의 작용에 의해서 유기물질의 분해를 동시에 처리할 수 있으며, 본 발명에서 지지체로 사용되는 그래핀은 높은 비표면적, 기계적 강도를 가지므로 중금속 제거 효율이 높고, 더불어 광투과성이 우수하여 광촉매의 활성을 높게 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리용 복합체 멤브레인은 As, Pb, Hg 등의 중금속 제거뿐만 아니라, 광촉매의 작용에 의해서 유기물질의 분해를 동시에 처리할 수 있으며, 본 발명에서 지지체로 사용되는 그래핀은 높은 비표면적, 기계적 강도를 가지므로 중금속 제거 효율이 높고, 더불어 광투과성이 우수하여 광촉매의 활성을 높게 유지할 수 있다.
Description
본 발명은, 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO) 및 탄소나노튜브(CNT)에 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 금속산화물로 기능화 시키고, 졸-겔법에 의해서 제조된 이산화티탄 용액을 PVDF (Polyvinylidene fluoride) 파이버 및/또는 산화티탄 나노 파이버 지지체에 스프레이 코팅하여 제조된 수처리용 복합체 멤브레인 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 수중에 존재하는 환경오염 유발원은 크게 부유물질, 용존유기물, 용존무기물로 분류할 수 있다. 비중이 큰 부유물질은 침전법을 이용하여 제거할 수 있으며, 상대적으로 침전되기 어려운 부유물질의 경우에는 포화 공기방울을 이용한 부상부유법을 이용하여 제거할 수 있다. 그러나, 산업화의 진전은 미생물이 분해하기 힘든 생물학적 난분해성 물질이 다량으로 배출되는 결과를 가져오고 있으며, 이러한 난분해성 물질들은 기존의 혼합 부유미생물을 이용한 활성 슬러지 공정으로는 거의 제거처리가 되지 않고 있어 심각한 환경오염 원인이 되고 있다.
ZnO, WO3, SnO2, ZrO2, TiO2, CdS, ZnS 등과 같은 광촉매 효과를 나타내는 물질을 사용하여, 자외선을 조사하면 악취성분 등의 유기화합물에 대하여 산소분자의 흡착 또는 탈착을 일으켜 분해(산화)를 촉진하므로, 다양한 생물학적 난분해성 물질을 광촉매로서 분해할 수 있다.
광촉매는 빛을 에너지원으로 하여 빛이 조사된 것에 의해 화학반응을 촉진시켜 촉매 반응을 진행시키는 물질을 말하는데, 광촉매로는 반도체성 금속 산화물이나 황 화합물이 이용된다. 그 중에서 특히 광여기 반응을 일으키는데 필요한 에너지가 387nm 정도로 태양광으로부터 충분한 에너지를 받을 수 있고, 화학적으로 안정하고, 광활성이 우수하며, 인체에 무해한 점 등, 그 물성이 우수한 아나타제(anatase) 결정구조의 이산화티탄(TiO2)이 많이 이용되고 있다. 그러나, 분말형 이산화티탄을 분산시켜 광촉매 시스템을 구성하는 경우 분산을 전체적으로 안정성 있게 균일한 분포를 갖도록 분산시키기 어려울 뿐만 아니라 분산된 이산화티탄이 빛을 흡수하여 수처리 반응기에 빛이 전체적으로 균일하게 조사되는 것이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 이산화티탄을 지지체에 분산시켜 상기한 문제점을 극복하려는 시도가 있으며, 한국등록특허 제1083060호에서는 탄소나노섬유와 광촉매물질을 이용하여 광촉매 특성을 가지는 동시에 탄소나노섬유의 고유 특성을 갖게 되어 정화기능과 광촉매활성을 갖는 복합탄소나노섬유 제조 방법 및 그에 의한 복합탄소나노섬유가 개시되어 있다.
또한, 용존무기물은 As, Pb, Hg 등의 중금속이 이온 형태로 존재하는 것으로 중금속을 회수 또는 제거하기 위하여 원심분리법 혹은 필터를 사용할 수 있으나, 중금속을 흡착에 의해서 제거하는 것이 보다 효율적인 방법이다.
자철석은 등축정계에 속하는 광물로 자성을 띄기 때문에 천연자석이 될 수 있으며, 자철석의 화학성분은 Fe3O4으로 타이타늄(Ti)을 함유할 수도 있고, 그 밖에 망가니즈(manganese), 인, 마그네슘 등을 함유할 수도 있다. 혼성체의 산화철의 입도는 1 내지 20nm 일 수 있다. 혼성체는 폐수 내 중금속을 제거하는 용도로 이용될 수 있으며, 혼성체의 산화철의 입도가 상기 범위 내에 있어야 효과적으로 폐수 내 중금속을 제거할 수 있다.
산화철이나 산화 티탄 등의 금속 산화물들은 중금속 이온과 결합하는 특성이 있으므로 이러한 금속산화물 기반의 물질들을 고효율의 중금속 제거제로 활용하기 위하여, 나노입자 등으로 가공하여 중금속 제거에 이용하고 있으나, 비표면적이 비교적 높지 않은 이유로 중금속 제거 효율에 제한이 존재하는 문제점이 있다. 따라서, 비표면적이 높은 지지체인 그래핀을 사용하여 효율을 높이는 것이 한국공개특허공보 제2012-0076131호에 개시되어 있다.
그래핀은 복수개의 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 폴리시클릭 방향족 분자를 형성하는 그래핀이 층 또는 시트 형태를 형성한 것으로, 높은 비표면적을 갖고, 상온에서 높은 전하이동도, 높은 기계적 강도, 유연성, 가시광선에 대해 높은 투과율을 가지는 것으로 이를 지지체로 사용하면 높은 비표면적으로 중금속 처리 효율을 증대시킬 수 있다.
더불어, 그래핀층에 도펀트로 도핑하거나, 산소 플라즈마, UV 조사, 화학적 처리 등을 적용하여 인위적으로 그래핀층에 구조적 결함(defect)이 생성되도록 하여 그래핀층에 기능성을 부여하고, 기능화된 그래핀은 그레인 사이즈를 균일하게 조절하여 광투과율을 개선할 수 있다.
수중에 유기물질 및 중금속을 포함한 다양한 오염원이 포함되어 있는 오염수에 대하여, 각각의 오염물질에 대하여 각각의 처리방법을 사용하면 수처리 시스템이 복잡해지고, 그에 따른 높은 비용이 요구되어지므로 동시에 다양한 오염물질을 처리할 수 있는 복합 기능을 갖는 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해소하고자, CNT 또는 광투과 성능이 우수한 그래핀 혹은 기능화된 그래핀에 중금속 제거능력을 갖는 산화철을 기능화시키고, 유기물질을 분해할 수 있는 광촉매를 PVDF 파이버 및/또는 TiO2 나노 파이버 지지체에 코팅하여 제조된 멤브레인이 유기물질과 중금속 제거에 우수한 성능을 보여주는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 수중에 유기물질 및 중금속이 포함되어 있는 오염수에 대하여, 앞에서 검토한 광촉매 활성을 갖는 이산화티탄 용액과 중금속을 제거할 수 있는 산화철이 기능화된 그래핀(혹은 도핑 또는 구조적 결함을 생성시켜 기능화된 그래핀)을, PVDF 파이버 및/또는 이산화티탄 나노 파이버 지지체에 스프레이 코팅하여 유기물질과 중금속을 동시에 처리할 수 있는 수처리용 복합체 멤브레인을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드, 탄소나노튜브, 또는 그래핀옥사이드 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 탄소체; 졸-겔법에 의해서 제조된 이산화티탄 용액; 상기 기능화된 탄소체와 상기 이산화티탄 용액의 혼합물이 코팅된 PVDF 파이버 및/또는 이산화티탄 나노 파이버를 포함하는 수처리용 복합체 멤브레인을 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 그래핀옥사이드에 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드, 탄소나노튜브, 또는 그래핀옥사이드 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 탄소체를 제조하는 단계; (b) 졸-겔법을 이용하여 이산화티탄 용액을 제조하는 단계; (c) 금속산화물에 의해서 기능화된 상기 탄소체와 상기 이산화티탄 용액을 혼합한 혼합물을 제조하는 단계; (d) PVDF 파이버를 제조하여 지지체를 형성하는 단계; 및 (e) 상기 혼합물을 PVDF 파이버 포함하는 지지체에 스프레이 코팅하여 멤브레인 제작하는 수처리용 복합체 멤브레인 제조 방법을 제공한다.
수처리용 복합체 멤브레인을 제조하는 또 다른 일실시예는, (a) Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드, 탄소나노튜브, 또는 그래핀옥사이드 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 탄소체를 제조하는 단계; (b) 졸-겔법을 이용하여 이산화티탄 용액을 제조하는 단계; (c) 금속산화물에 의해서 기능화된 상기 탄소체와 상기 이산화티탄 용액을 혼합한 혼합물을 제조하는 단계; (d) PVDF 파이버 및 이산화티탄 나노 파이버를 제조하여 지지체를 형성하는 단계; 및 (e) 상기 혼합물을 PVDF 파이버 및 이산화티탄 나노 파이버로를 포함하는 지지체에 스프레이 코팅하여 멤브레인 제작하는 수처리용 복합체 멤브레인 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 수처리용 복합체 멤브레인은 As, Pb, Hg 등의 중금속 제거뿐만 아니라, 광촉매의 작용에 의해서 유기물질의 분해를 동시에 처리할 수 있다.
본 발명에서 지지체로 사용되는 그래핀은 높은 비표면적, 기계적 강도를 가지므로 중금속 제거 효율이 높고, 더불어 광투과성이 우수하여 광촉매의 활성을 높게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 복합체 멤브레인을 개략적으로 도시한 것이다
도 2는 본 발명인 수처리용 복합체 멤브레인 제조방법의 개략도이다.
도 3은 PVDF 또는, 이산화티탄 나노 파이버 제작 모식도이다.
도 4는 SEM 측정 사진으로, (a)는 이산화티탄 나노 파이버, (b)는 Fe3O4 가 기능화된 그래핀이 이산화티탄 나노 파이버에 스프레이 코팅 된 이미지이다.
도 5는 TEM 측정 사진으로, (a)는 그래핀에 Fe3O4 와 TiO2 가 기능화된 이미지이고, (b)는 더 확대된 이미지이다.
도 6은 그래핀옥사이드를 AFM으로 측정한 사진이다.
도 2는 본 발명인 수처리용 복합체 멤브레인 제조방법의 개략도이다.
도 3은 PVDF 또는, 이산화티탄 나노 파이버 제작 모식도이다.
도 4는 SEM 측정 사진으로, (a)는 이산화티탄 나노 파이버, (b)는 Fe3O4 가 기능화된 그래핀이 이산화티탄 나노 파이버에 스프레이 코팅 된 이미지이다.
도 5는 TEM 측정 사진으로, (a)는 그래핀에 Fe3O4 와 TiO2 가 기능화된 이미지이고, (b)는 더 확대된 이미지이다.
도 6은 그래핀옥사이드를 AFM으로 측정한 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 기능화된 그래핀 혹은 기능화된 그래핀층의 ‘기능화’라는 것은 합성에 의해서 Fe3O4와 같은 금속산화물이 그래핀에 달라붙게 되는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 복합체 멤브레인을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, PVDF 파이버 및/또는 이산화티탄 나노파이버(10)가 그물 형태의 네트웍을 형성하고, 광투과성이 우수하고 투수가 가능한 그래핀옥사이드 혹은 CNT(20)가 네트웍에 부착 혹은 흡착되어 있으며, 그래핀옥사이드 혹은 CNT 표면에 중금속 제거능을 갖는 산화철 및 유기물질 분해능이 있는 이산화티탄(30)이 존재한다.
도 2는 본 발명의 개략도로서, 본 발명은 일 관점에서, 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO) 및/또는 탄소나노튜브(CNT)에 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철(Metal Oxide)로 기능화 시키고, 졸-겔법에 의해서 제조된 이산화티탄 용액을 혼합하여, PVDF 파이버 지지체에 스프레이 코팅하여 제작된 수처리용 복합체 멤브레인에 관한 것이다. 이 경우에는 도 1에서 참조번호 10은 PVDF 파이버만을 의미한다.
이산화티탄 용액은 에탄올과 톨루엔을 동일 부피비로 혼합한 후에 50 내지 100mM titanium n-butoxide (Ti(On Bu)4를 분산 시킨 것이다.
본 발명은 다른 관점에서, PVDF 파이버 및 이산화티탄 나노 파이버를 지지체로 사용하고, Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철(Metal Oxide)로 기능화 시킨 그래핀옥사이드(graphene oxide, GO) 및 탄소나노튜브(CNT)와, 졸-겔법에 의해서 제조된 이산화티탄 용액을 혼합하여 상기 지지체에 스프레이 코팅하여 제조된 수처리용 복합체 멤브레인에 관한 것이다. 이 경우에는 도 1에서 참조번호 10은 PVDF 파이버와 이산화티탄 나노파이버가 동시에 존재하는 것을 의미한다.
졸-겔법을 이용하여 TiO2 섬유를 제조하는데 있어서, 전기방사법(electro spinning)이 사용되었다. 반응시간에 따라 졸 용액의 무게감소가 큰 폭으로 일어나며 숙성시간이 길어짐에 따라 비드상의 섬유가 만들어졌으며, 적절한 반응 및 숙성시간에 따라 연속상의 섬유를 얻을 수 있고 졸 용액의 무게감소가 과다할 경우는 농도가 너무 높아 섬유화가 불가능했다.
As, Pb, Hg 등 중금속 제거에 유용한 Fe3O4와 광촉매로써 가장 적합한 물질인 사이즈 50nm 이하의 TiO2를 비표면적이 넓은 그래핀에 hybrid하여 하나의 3D 구조체로 제작했다.
또한, 그래핀은 복합체 멤브레인을 형성하는데 있어서, 멤브레인의 기계적 강도와 비표면적 증가로 인한 중금속 제거 효능이 개선되도록 하고, 더불어 광투과성이 우수하여 광촉매에 빛이 조사되는 효율을 높여줘서 유기물질의 분해능을 개선시킨다.
본 발명의 그래핀은 플레이크의 기저 크기가 100nm 보다 작고 10nm 보다 크며, 비표면적은 약 300m2/g 내지 2600m2/g 이다. 또한
그래핀에 홀(hole)이 형성되어 있는, 즉 nano perforate된 홀이 형성되어 있는 그래핀을 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1. 그래핀옥사이드 합성
화학적인 방법에 의해 그라파이트를 한층 한층 분리하여 그래핀옥사이드를 추출하기 위해서 먼저 그라파이트, 황산과 질산나트륨을 섞고 과망간산칼륨을 10oC 이하에서 천천히 첨가하여 2시간 후 온도를 상온으로 유지시켰다. 그라파이트 내의 단층인 그래핀과 그래핀 사이를 충분히 벌려주기 위해 약 5일간 유지시키고, 5일 후 갈색 페이스트 타입의 물질을 얻고 이것을 다시 5wt% 황산을 이용하여 용액을 만든 후, 소량의 과산화수소를 첨가하여 사이사이가 벌어진 그래핀 층들을 산화시켜 노란색 용액을 얻을 수가 있었다. 이 용액 내부에는 불순물인 많은 양의 금속이온들이 첨가되어 있기 때문에 추가적인 산용액과 D.I.Water를 이용하여 정제와 원심분리 (4000 rpm) 를 수차례 실시하여 제거한다. 또한, 용액 내부에 산용액을 제거하기 위해 D.I.Water만으로 정제와 원심분리 (4000 rpm) 후 제거한다. 다음으로 내부에 존재하는 수분을 진공오븐으로 제거하여 갈색의 그라파이트 옥사이드 파우더를 얻을 수가 있었다. 이렇게 얻어진 파우더의 적당량을 정제수에 분산하여 초음파 처리를 하면 벌어져 있던 그래핀과 그래핀 사이가 초음파에 의해 분리가 되고 이들 용액내에는 분리가 된 그래핀옥사이드 층들과 분리되지 않은 그라파이트 옥사이드들이 공존해 있다. 이들을 다시 원심분리 (4000 rpm) 처리를 하면 무거운 그라파이트 옥사이드들은 가라앉게 되고 상대적으로 가벼운 그래핀옥사이드들은 정제수에 분산되어 용액 내에 떠다니면, 그래핀옥사이드만을 얻기 위해 위에 부유해 있는 용액만을 추출해 내어 이들을 다시 마이크로 필터레이션으로 필터링 하여 수분을 제거하여 그래핀옥사이드 paper를 얻었다. 그래핀옥사이드 paper를 적당량 D.I.Water에 분산시켜 갈색의 그래핀옥사이드 용액을 얻었다.
2. 그래핀옥사이드에 대한 Fe3O4 기능화
그래핀옥사이드에 철을 합성시켜 그래핀옥사이드의 Oxygen Group에 안정적으로 철이 합성되도록 함으로써 자연 상태에서도 안정적인 그래핀에 산화철이 붙은 기능화된 그래핀을 제작하였다.
상기한 바와 같이 그래핀옥사이드 페이퍼를 적당량 정제수에 분산시켜 갈색의 그래핀옥사이드 용액을 얻은 후에, 그래핀옥사이드 용액에 0.5 mol 염산과 FeCl2·4H2O를 섞은 용액과 정제수와 FeCl3·6H2O를 섞은 용액을 질소 분위기에서 주입하고 용액들을 섞은 후 Ammonium hydroxide를 넣고 충분히 반응 시켰다. 그 후 산화철이 붙은 그래핀옥사이드를 에탄올과 정제수를 이용하여 세척을 한 뒤 진공오븐에서 말려서 그래핀옥사이드에 기능기가 붙은 Fe3O4-그래핀옥사이드를 얻을 수가 있었다.
3. 졸-겔법에 의한 이산화티탄 용액 제조
TiO2 프리커서 졸 용액은 STREM CHEMICALS의 98%의 제품인 titanium n-butoxide (Ti(On Bu)4, 에탄올(Ethyl alcohol)과 톨루엔(Toluene)을 구입하여 사용하였다. 1:1/v:v의 비율을 갖는 에탄올과 톨루엔에 100 mM titanium n-butoxide를 혼합하여 TiO2 졸 용액을 완성하였다.
4. PVDF 파이버 제작
PVDF 파이버 멤브레인의 경우 전기방사법을 이용하여 제조하였다. 먼저 PVDF 분말을 4:6의 비율로 혼합된 DMAc 와 아세톤 용액에 24시간동안 교반과정을 통해 완전히 녹인 후 5ml 주사기에 넣어 30분 이상 수직으로 세워두어 잔류하고 있는 기포를 완전히 제거한 후 사용하였다. KDS100 (KD Scientific Inc.)을 이용하여 방사용액의 주입속도를 조절하였으며, PCS 60K02VIT (CHUNGPA EMT co., Ltd.)를 이용하여 방사전압을 조절하였다. 개략적인 모식도가 도 3에 나타나 있다.
5. 이산화티탄 나노 파이버 제작
이산화티탄 나노 파이버 제조는 Titanium isopropoxide (TiP)에 Acetic acid 와 EtOH를 섞은 후 10 w% polyvinylpyrrolidone(PVP)/EtOH를 첨가하여 방사용액을 제조하였다. 만들어진 방사용액을 실린지에 넣어 전기방사 법을 이용하여 TiO2/PVP 나노 섬유를 만들고, 500℃에서 4시간 동안 PVP 소성 후 TiO2 나노 파이버를 얻는다.
도 4(a)는 이산화티탄 나노 파이버를 소결시켜 수십 나노 크기의 직경을 갖는 이산화티탄 나노 파이버의 SEM 이미지이며, 도 4(b)는 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드가 이산화티탄 나노 파이버에 부착되어 있는 SEM 이미지이다.
도 5(a)는 그래핀에 산화철과 이산화티타늄이 기능화 되었는 TEM 이미지이며, 도 5(b)는 TEM 이미지를 확대한 것이다.
이로부터, 그래핀옥사이드 표면에 붙어 있는 자철석 및 이산화티탄의 크기가 0.1 nm 내지 100nm인 것을 볼 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10: PVDF 혹은 TiO2 nano fiber
20: 그래핀옥사이드 혹은 탄소나노튜브
30: Fe3O4 혹은 TiO2
40: Fe3O4
50: TiO2
20: 그래핀옥사이드 혹은 탄소나노튜브
30: Fe3O4 혹은 TiO2
40: Fe3O4
50: TiO2
Claims (6)
- Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드, 탄소나노튜브, 또는 그래핀옥사이드 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 탄소체;
졸-겔법에 의해서 제조된 이산화티탄 용액;
상기 기능화된 탄소체와 상기 이산화티탄 용액의 혼합물이 코팅된 PVDF 파이버를 포함하는 수처리용 복합체 멤브레인.
- 제1항에 있어서, 상기 탄소체를 기능화한 상기 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철의 크기는 0.1nm 내지 100nm인 수처리용 복합체 멤브레인.
- 다음 단계를 포함하는 수처리용 복합체 멤브레인의 제조방법:
(a) 그래핀옥사이드에 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드, 탄소나노튜브, 또는 그래핀옥사이드 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 탄소체를 제조하는 단계;
(b) 졸-겔법을 이용하여 이산화티탄 용액을 제조하는 단계;
(c) 금속산화물에 의해서 기능화된 상기 탄소체와 상기 이산화티탄 용액을 혼합한 혼합물을 제조하는 단계;
(d) PVDF 파이버를 제조하여 지지체를 형성하는 단계;; 및
(e) 상기 혼합물을 PVDF 파이버 포함하는 지지체에 스프레이 코팅하여 멤브레인 제작하는 단계.
- Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드, 탄소나노튜브, 또는 그래핀옥사이드 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 탄소체;
졸-겔법에 의해서 제조된 이산화티탄 용액;
상기 기능화된 탄소체와 상기 이산화티탄 용액의 혼합물이 코팅된 PVDF 파이버 및 이산화티탄 나노 파이버를 포함하는 수처리용 복합체 멤브레인. - 제4항에 있어서, 상기 탄소체를 기능화한 상기 Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철의 크기는 0.1nm 내지 100nm인 수처리용 복합체 멤브레인.
- 다음 단계를 포함하는 처리용 복합체 멤브레인의 제조방법:
다음 단계를 포함하는 수처리용 복합체 멤브레인의 제조방법:
(a) Fe3O4를 포함한 한가지 이상의 산화철로 기능화된 그래핀옥사이드, 탄소나노튜브, 또는 그래핀옥사이드 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 탄소체를 제조하는 단계;
(b) 졸-겔법을 이용하여 이산화티탄 용액을 제조하는 단계;
(c) 금속산화물에 의해서 기능화된 상기 탄소체와 상기 이산화티탄 용액을 혼합한 혼합물을 제조하는 단계;
(d) PVDF 파이버 및 이산화티탄 나노 파이버를 제조하여 지지체를 형성하는 단계; 및
(e) 상기 혼합물을 PVDF 파이버 및 이산화티탄 나노 파이버를 포함하는 지지체에 스프레이 코팅하여 멤브레인 제작하는 단계.
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