KR101585780B1 - 수산화기―풍부 그래핀 산화물 또는 수산화기―풍부 환원된 그래핀 산화물을 포함하는 염제거용 막 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염제거용 막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기 알루미나 지지체에 층간 거리가 상대적으로 긴 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기 풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO)을 형성함으로써, 염은 제거되고 물만 주로 통과시키는 효율적인 염제거 성능을 지니며, 멤브레인에 흡착된 오염물질을 제거하여 편리하게 재사용할 수 있는 염제거용 막, 그 제조방법, 및 이를 이용한 염제거 방법에 관한 것이다.

Description

수산화기―풍부 그래핀 산화물 또는 수산화기―풍부 환원된 그래핀 산화물을 포함하는 염제거용 막{MEMBRANE FOR DESALINATION COMPRISING HYDROXYL GROUP―ENRICHED GRAPHENE OXIDE OR HYDROXYL GROUP―ENRICHED REDUCED GRAPHENE OXIDE}
본 발명은 염제거용 막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기 알루미나 지지체에 층간 거리가 상대적으로 긴 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기 풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO)을 형성함으로써, 염은 제거되고 물만 주로 통과시키는 효율적인 염제거 성능을 지니며, 멤브레인에 흡착된 오염물질을 제거하여 편리하게 재사용할 수 있는 염제거용 막, 그 제조방법, 및 이를 이용한 염제거 방법에 관한 것이다.
멤브레인(Membrane)은 액체 또는 기체의 특정 성분을 선별적으로 통과시켜 혼합물을 분리하거나 오염물질을 제거하는데 사용되는 막상(膜狀)의 필터로서, 멤브레인의 막에는 균일한 미세 구멍이 있어 그 구멍의 직경보다 큰 입자는 멤브레인에 의해 완전히 포집되게 된다. 이러한 멤브레인은 오염된 물의 정화를 비롯하여 식품, 의약품, 화학공업, 섬유, 발전 분야 등에 광범위하게 적용되고 있으며, 특히 최근 해수 담수화에 대한 관심이 높아지면서 해수에 포함된 NaCl 등의 염분을 효율적으로 제거하기 위한 다양한 형태의 멤브레인들이 개발되고 있다.
한편, 그래핀(Graphene)은 지금까지 알려진 물질 중에 가장 얇으면서도, 전기나 열을 가장 잘 전도할 수 있을 뿐 아니라 가장 강하면서도 유연한 물질이다. 이　같은 그래핀은 그 우수한 특성으로 인해 구조 재료로 사용되거나, Si 전자 소자를 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 구체적으로, 그래핀은 플렉서블 디스플레이와 터치 패널 등 차세대 디스플레이 분야, 태양 전지 등의 에너지 산업분야, 스마트 윈도우,　RFID 등 다양한 전자 산업 분야에서 신소재로 활용도가 확대되고 있다.
또한, 그래핀 산화물(Graphene Oxide; GO) 및 이로부터 환원된 그래핀 산화물(Reduced Graphene Oxide; RGO)은 기존의 그래파이트보다 표면적이 크고, 전기전도도가 높으며, 강력한 기계적 강도를 지니고, 유연성까지 겸비한 물질이다.
아울러, 그래핀 산화물 및 환원된 그래핀 산화물은 그래파이트 대비 더욱 많은 균일하게 분포된 전기화학적 활성사이트를 가지는바, 그 다양한 용도가 탐구 대상이 되고 있으며, 예를 들어 바이오 센서, 세포 이미징, 약물 전달 및 전지 등에의 이용 가능성이 높은 것으로 알려져 있다.
이러한 측면에서, 그래핀, 그래핀 산화물 또는 환원된 그래핀 산화물을 염제거용 멤브레인으로 적용하려는 시도들이 진행된바 있다.
그러나, 종래의 통상적인 그래핀 산화물은 이온제거 성능은 별론, 멤브레인에 흡착된 오염물질을 제거하여 재사용하는데 한계가 있어 상품으로서의 실질적인 효용성 및 경제성이 떨어진다. 상기와 같은 재사용 문제를 해결하기 위해, 환원된 그래핀 산화물을 염제거용 멤브레인의 재료로 적용해 볼 수 있으나, 이러한 종래의 통상적인 환원된 그래핀 산화물은 염제거용 멤브레인에 요구되는 가장 기본적인 성능인 멤브레인 투과 유량이 만족할만한 수준에 못 미치고 있다.
이에, 종래 그래핀 산화물 또는 환원된 그래핀 산화물 사용에 따른 문제점을 해소할 수 있는 특수한 형태의 그래핀계 재료를 멤브레인에 접목하여 재사용이 가능하면서도 NaCl 등의 염분을 높은 효율로 제거할 수 있는 새로운 형태의 염제거용 막에 대한 개발이 요구되는 실정이다.
미국특허 제8361321호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 염은 필터링하되 물은 대부분 통과시킬 수 있어 대상 이온들을 효율적으로 제거할 수 있고, 사용후 막에 흡착된 오염물질을 간단한 방법을 통해 제거하여 재사용할 수 있는 새로운 형태의 염제거용 막, 그 제조방법, 및 이를 이용한 염제거 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 무기 알루미나 멤브레인 지지체; 및 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 형성된, 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층(더욱 상세하게는, HRGO 층);을 포함하는 염제거용 막을 제공한다.
또한, 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체는 균일한 모세 기공 구조를 지니는 것으로, 기공 크기가 0.02 ~ 0.2㎛, 기공 밀도가 109개/cm2 ~ 1011개/cm2인 것을 특징으로 하는 염제거용 막을 제공한다.
구체적으로, 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체는 기공 크기가 0.2㎛, 기공 밀도가 109개/cm2인 것을 특징으로 하는 염제거용 막을 제공한다.
아울러, 상기 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층은 4Å 초과, 10Å 미만의 층간 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 염제거용 막을 제공한다.
더불어, 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층은 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 염제거용 막을 제공한다.
또한, 상기 염제거용 막의 외주부는 구리 호일로 감싸진 것을 특징으로 하는 염제거용 막을 제공한다.
아울러, 상기 염제거용 막은 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층이 내측에서 대향되도록 2개의 단일막이 중첩되어 구성된 이중막 형태인 것을 특징으로 하는 염제거용 막을 제공한다.
더불어, 상기 염제거용 막은 이온의 수화 반경(Hydrated radius)이 3.3 ~ 5.9Å인 염, 특히 NaCl을 제거할 수 있는 것임을 특징으로 하는 염제거용 막을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면으로, a) 무기 알루미나 멤브레인 지지체를 구비하는 단계; b) 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층을 형성하여 염제거용 단일막을 제조하는 단계; c) 얻어진 염제거용 단일막 2개를 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층이 내측에서 대향되도록 중첩시켜 이중막으로 구성하는 단계; 및 d) 얻어진 이중막의 외주부를 구리 호일로 감싸는 단계;를 포함하는 염제거용 막의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면으로, 상기 염제거용 막을 U자관(U-shaped tube)의 중심에 삽입하여 공급 구획(Feed compartment) 및 침투 구획(Permeate compartment)으로 분획하고, 상기 공급 구획의 물을 상기 침투 구획으로 통과시켜 상기 공급 구획에 포함된 염분을 제거하는 것을 특징으로 하는, 염제거 방법을 제공한다.
아울러, 상기 공급 구획은 NaCl 수용액으로 구성되고, 상기 침투 구획은 증류수(D.I water)로 구성된 것을 특징으로 하는 염제거 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 염제거용 막은 종래 그래핀 산화물(GO) 멤브레인의 재사용상 한계점을 극복할 수 있고, 통상적인 환원된 그래핀 산화물(RGO)의 경우보다 상대적으로 긴 층간 거리를 갖게 되어 이온제거율을 향상(염은 제거되고 물만 주로 통과)시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 염제거용 막은 HRGO의 환원 과정에서 그래핀 고유의 전도도(Conductivity)가 회복되는바 전압을 걸어줌으로써 사용후 막에 흡착한 오염물질을 손쉽게 제거하여 재사용할 수 있다.
아울러, 본 발명의 염제거용 막은 진공여과 방식을 통해 제작되는바 견고한 구조를 구현할 수 있다.
더불어, 본 발명의 염제거용 막은 기공 크기가 큰 무기 알루미나 멤브레인을 지지체로 사용하는바 안전성은 높이면서 이온투과성(Ion permeability)에는 큰 영향을 주지 않도록 설계할 수 있다.
도 1은 본 발명의 염제거용 막에 이용되는 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 및 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO)의 합성과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 HRGO를 포함하는 염제거용 막의 제조과정, 이를 이용한 염제거 수행방법을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 HRGO를 포함하는 염제거용 막의 이온투과성(Ion permeability)을 GO 막 및 RGO 막과 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 염제거용 막에 이용되는 HGO 필름 및 HRGO 필름의 층간 거리를 GO필름 및 RGO 필름과 비교하여 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
염제거용 막( Membrane for Desalination )
본 발명에 따른 염제거용 막은 무기 알루미나 멤브레인 지지체; 및 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 형성된, 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층(더욱 상세하게는, HRGO 층);을 포함하는 것이다.
본 발명에서는 무기 알루미나 멤브레인(Inorganic alumina membrane)을 염제거용 막의 지지체로 사용하는바, 이를 통해 염제거용 막의 안전성을 높일 수 있다. 또한 폴리머 소재의 멤브레인 지지체 대비 우수한 내열성과 높은 유속을 구현할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체로는 균일한 모세 기공 구조를 지니는 것으로, 기공 크기가 0.02 ~ 0.2㎛, 기공 밀도가 109개/cm2 ~ 1011개/cm2인 것(예컨대, 상품명 AnodiscTM)을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 기공 크기가 0.2㎛, 기공 밀도가 109개/cm2인 무기 알루미나 멤브레인을 지지체로 사용하는바, 이러한 지지체는 기공 크기가 커서 염제거용 막의 이온투과성(Ion permeability)에 큰 영향을 미치지 않는 장점이 있다. 여기서, 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체의 직경은 약 2.5cm, 표면 공극률(Surface porosity)은 약 25 ~ 30%, 두께는 약 60㎛일 수 있다.
본 발명의 염제거용 막에 사용되는 수산화기-풍부 그래핀 산화물(Hydroxyl group-enriched Graphene Oxide; HGO) 및 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(Hydroxyl group-enriched Reduced Graphene Oxide; HRGO, 하기 화학식 참조)은 종래 보고된 그래핀 산화물(GO)보다 더욱 많은 수의 수산화기를 함유하는 새로운 형태의 그래핀계 물질이다.
Figure 112014070959504-pat00001
여기서, 상기 HRGO는 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO)이 화학적으로 환원된 것으로서, HGO는 GO보다 수산화기가 더욱 많기 때문에 HRGO로 환원할 시 RGO보다 긴 층간 거리(시트 간 간격)를 가지게 된다. 그 결과, 염은 제거되고 물만 주로 통과시키는 이온제거율(Ion rejection rate)이 높은 효율적인 염제거용 막을 형성할 수 있다.
구체적으로, 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 형성된 GO 필름이 약 10Å의 층간 거리, RGO 필름이 약 4Å의 층간 거리를 갖는 반면, HGO 필름은 10Å이 넘는 층간 거리, HRGO 필름은 4Å이 넘는 층간 거리(예컨대, 4Å 초과, 10Å 미만)를 갖는다.
또한, 상기 HRGO의 경우 환원 과정에서 그래핀 고유의 전도도(Conductivity)가 회복되기 때문에 전압을 걸어줌으로써 염제거용 막에 흡착한 오염물질을 제거하여 재사용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 염제거용 막에 사용되는 HGO, HRGO 및 이를 얻기 위한 그래핀 산화물(GO)은 한국공개특허 제10-2014-0044045호에 기재되어 있는 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 예를 들어, 한국공개특허 제10-2014-0044045호에 기재되어 있는 Hummer's method를 이용하여 Hummers, W.; Offeman, R. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339., Cote, L. J.; Kim, F.; Huang, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1043-1049., Xu, Y.; Wu, Q.; Sun, Y.; Bai, H.; Shi, G. ACS Nano 2010, 4, 7358-7362에 기재된 방법에 따라 합성할 수 있다.
일 구체예로, 상기 HGO는 그래핀 산화물(GO) 용액에 적절량의(예컨대, GO 대비 1 ~ 5 중량배의) K2S2O8 또는 (NH4)2S2O8 산화제를 가한 뒤, 50 ~ 100℃ 하에서 1 ~ 12시간 동안(예컨대, 60℃ 하에서 12시간 동안) 가열 및 교반하여 수산화기를 도입하는 단계;를 통해 합성될 수 있으며, 상기 HRGO는 상기 수산화기가 도입된 그래핀 산화물(HGO)에 암모니아수 등을 가하여 pH를 8 ~ 11까지 증가시키고 N2H4, NaOH 또는 NaBH4 환원제를 가한 뒤, 60 ~ 100℃로 2 ~ 6시간 동안(예컨대, 95℃ 하에서 2시간 동안) 가열 및 교반하여 환원시키는 단계;를 통해 합성될 수 있다.
한편, 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층은 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 형성되는 것이 바람직한바, 이를 통해 견고한 구조의 염제거용 막을 제작할 수 있다.
상기와 같이 무기 알루미나 멤브레인 지지체에 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층이 형성된 본 발명의 염제거용 막은 그 외주부가 구리 호일로 감싸져 완성될 수 있으며, 이때 상기 구리 호일은 약 1.2cm 크기의 개구부(Opening)를 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 염제거용 막은 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층이 내측에서 대향되도록 2개의 단일막이 중첩되어 이중막(이중층 그래핀 박막) 형태로 구성될 수 있으며, 이를 통해 염제거 효율을 보다 증대시킬 수 있다.
본 발명의 염제거용 막은 수화 반경(Hydrated radius)이 5.9Å 이하(예컨대, 3.3 ~ 5.9Å)인 작은 이온 및 분자도 제거할 수 있으며, NaCl(수화 반경: Na+ 3.58Å, Cl- 3.32Å)의 제거에 특히 적합하게 이용될 수 있다. 전형적인 이온 및 분자들의 수화 반경을 하기 표 1에 참고로 제시하였다.
[표 1] 이온 및 분자의 수화 반경
Figure 112014070959504-pat00002
(Joshi, R and Nair, R., arXiv preprint arXiv :1401.3134 2014.)
본 발명의 염제거용 막을 제조하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 a) 무기 알루미나 멤브레인 지지체를 구비하는 단계; b) 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층을 형성하여 염제거용 단일막을 제조하는 단계; c) 얻어진 염제거용 단일막 2개를 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층이 내측에서 대향되도록 중첩시켜 이중막으로 구성하는 단계; 및 d) 얻어진 이중막의 외주부를 구리 호일로 감싸는 단계;를 거쳐 제조될 수 있다.
염제거 방법
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 바와 같은 본 발명의 염제거용 막을 U자관(U-shaped tube)의 중심에 삽입하여 공급 구획(Feed compartment) 및 침투 구획(Permeate compartment)으로 분획하고, 상기 공급 구획의 물을 상기 침투 구획으로 통과시켜 상기 공급 구획에 포함된 염분을 제거하는 것을 특징으로 하는, 염제거 방법이 제공된다.
일 구체예로, 본 발명의 염제거용 막을 직경 2.5cm의 U자관 중심에 삽입하여 U자관을 공급 구획 및 침투 구획으로 분획하고, 역삼투 방식으로 공급 구획의 NaCl 수용액에 포함된 물을 증류수(D.I water)로 구성된 침투 구획으로 통과시킴으로써 공급 구획에 포함된 NaCl을 제거할 수 있다.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
제조예 : 수산화기 -풍부 환원된 그래핀 산화물( HRGO )의 합성 (도 1)
Modified hummer's method를 통해 그래파이트(Graphite)를 그래핀 산화물(GO)로 만들어 주었다.
4 mg/mL GO 50mL를 D.I water 30mL에 용해한 후, K2S2O8 용액(D.I water 하 50 mg/mL) 20mL를 천천히 가하였다. 이어서, 상기 혼합물을 가열하기 전에 Schlenk 방법으로 전체 환경을 질소로 바꿔준 후에, 음파처리장치에 넣어서 60℃에서 12시간 동안 교반함으로써 그래핀 산화물 표면에 수산화기가 도입된 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO)을 제조하였다. 반응이 종결된 후, 2주일 동안 투석하여 반응에 사용되고 남은 K2S2O8을 제거하였다. 상기 제조된 HGO를 D.I water로 희석하여 0.2 mg/mL의 농도로 조절하였다.
0.2 mg/mL의 상기 HGO 100mL에 암모니아수를 가하여 pH를 10.5까지 증가시켰다. 이후, 여기에 하이드라진 44μL를 가하고 질소 환경 하에서 95℃로 2시간 동안 교반한 뒤, 반응 혼합물을 상온에서 식힌 후 원심분리하여 반응 중에 응집된 입자들을 가라앉히고 상층액을 취하여, 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO)을 합성하였다.
실시예 : HRGO 를 포함하는 염제거용 막의 제조, 및 이를 이용한 염제거 방법 (도 2)
염제거용 막의 지지체로서, 기공 크기 0.2㎛, 직경 2.5cm인 무기 알루미나 멤브레인(상품명: Anodisc)을 구비하였다.
0.2 mg/mL 농도의 상기 HRGO 용액 8488μL를 사용하여 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 HRGO 층을 형성함으로써, 염제거용 단일막을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 2개의 염제거용 단일막을 HRGO 층이 내측에서 대향되도록 중첩시켜 이중막으로 구성하였다.
이어서, 얻어진 이중막의 외주부를 1.2cm 크기의 개구부를 갖는 구리 호일로 감싸 포장하여 이중층 그래핀 박막 형태의 염제거용 막을 최종적으로 제작하였다.
상기 제조된 염제거용 막을 직경 2.5cm의 U자관(U-shaped tube) 중심에 삽입, 설치하여 U자관(U-shaped tube)을 공급 구획(Feed compartment) 및 침투 구획(Permeate compartment)으로 분획하였다.
상기 공급 구획에 3% NaCl 수용액 20mL를 채우고, 상기 침투 구획에는 D.I water 20mL를 채운 다음, 공급 구획의 물이 침투 구획으로 통과되도록 하여 공급 구획에 포함된 NaCl을 제거하였다.
실험예 : 이온투과성( Ion permeability ) 및 필름의 층간 거리 비교 (도 3 및 도 4)
상기 실시예에 따라 수행된 염제거의 효율을 평가하기 위해 이온투과성(Ion permeability)을 측정하였다.
대조군으로는 지지체 상에 HRGO 대신 GO 및 RGO를 형성하여 제조된 막을 사용하였다.
실시예 및 대조군에 따른 염제거용 막의 이온투과성(Ion permeability)을 비교하여 하기 도 3에 그래프로 나타내었다.
도 3에서 보듯이, HRGO을 사용한 경우 GO보다는 이온제거율(Ion rejection rate)이 높지만 RGO보다는 낮음을 알 수 있다. 이는 HGO가 GO보다 풍부한 수산화기를 갖는바 HRGO로 환원시 그 시트(Sheets) 간 간격이 RGO에 비해 증가하였기 때문으로 여겨진다. 구체적으로, 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 형성된 GO 필름이 약 10Å의 층간 거리, RGO 필름이 약 4Å의 층간 거리를 갖는 반면, HGO 필름은 10Å이 넘는 층간 거리, HRGO 필름은 4Å이 넘는 상대적으로 긴 층간 거리를 갖는다(도 4 참조).
요컨대, 본 발명에 따른 HRGO(내지 HGO)를 이용한 막은 RGO를 이용한 경우 대비 염은 제거하고 물만 주로 통과시키는 효율적인 염제거용 막으로 사용이 가능함을 확인하였다. 나아가, 본 발명에 따른 염제거용 막은 HRGO의 환원 과정에서 그래핀 고유의 전도도(Conductivity)가 회복되기 때문에 전압을 걸어줌으로써 막에 흡착한 오염물질을 제거할 수 있는바, GO를 이용한 염제거용 막과 달리 재사용이 가능한 장점을 지닌다.

Claims (12)

  1. 무기 알루미나 멤브레인 지지체; 및
    상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 형성된, 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층;을 포함하는 염제거용 막.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체는 균일한 모세 기공 구조를 지니는 것으로, 기공 크기가 0.02 ~ 0.2㎛, 기공 밀도가 109개/cm2 ~ 1011개/cm2인 것을 특징으로 하는 염제거용 막.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체는 기공 크기가 0.2㎛, 기공 밀도가 109개/cm2인 것을 특징으로 하는 염제거용 막.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층은 4Å 초과, 10Å 미만의 층간 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 염제거용 막.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층은 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 염제거용 막.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 염제거용 막의 외주부는 구리 호일로 감싸진 것을 특징으로 하는 염제거용 막.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 염제거용 막은 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층이 내측에서 대향되도록 2개의 단일막이 중첩되어 구성된 이중막 형태인 것을 특징으로 하는 염제거용 막.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 염제거용 막은 이온의 수화 반경(Hydrated radius)이 3.3 ~ 5.9Å인 염을 제거할 수 있는 것임을 특징으로 하는 염제거용 막.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 염제거용 막은 NaCl을 제거할 수 있는 것임을 특징으로 하는 염제거용 막.
  10. a) 무기 알루미나 멤브레인 지지체를 구비하는 단계;
    b) 진공여과(Vacuum filtration) 방식으로 상기 무기 알루미나 멤브레인 지지체 상에 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층을 형성하여 염제거용 단일막을 제조하는 단계;
    c) 얻어진 염제거용 단일막 2개를 상기 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 층 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층이 내측에서 대향되도록 중첩시켜 이중막으로 구성하는 단계; 및
    d) 얻어진 이중막의 외주부를 구리 호일로 감싸는 단계;
    를 포함하는 염제거용 막의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 염제거용 막을 U자관(U-shaped tube)의 중심에 삽입하여 공급 구획(Feed compartment) 및 침투 구획(Permeate compartment)으로 분획하고, 상기 공급 구획의 물을 상기 침투 구획으로 통과시켜 상기 공급 구획에 포함된 염분을 제거하는 것을 특징으로 하는, 염제거 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 공급 구획은 NaCl 수용액으로 구성되고, 상기 침투 구획은 증류수(D.I water)로 구성된 것을 특징으로 하는 염제거 방법.
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