KR102157931B1 - Method for manufacturing water-treatment separation membrane, water-treatment separation membrane manufactured by thereof, and composition for manufacturing water-treatment separation membrane - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물, 아민 화합물 및 물을 포함하는 수처리 분리막의 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for interfacial polymerization of a polyamide active layer of a water treatment separation membrane comprising a cyanuric acid compound or a biuret compound, an amine compound, and water.
Description
본 명세서는 수처리 분리막의 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물, 수처리 분리막의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막에 관한 것이다.The present specification relates to a composition for interfacial polymerization of a polyamide active layer of a water treatment separation membrane, a method of manufacturing a water treatment separation membrane, and a water treatment separation membrane manufactured using the same.
반투과성막으로 격리된 두 용액 사이에서 용매가 용질의 농도가 낮은 용액에서 높은 용액 쪽으로 분리막을 통과하여 이동하는 현상을 삼투 현상이라 하며, 이때 용매의 이동으로 용질의 농도가 높은 용액 측에 작용하는 압력을 삼투압이라고 한다. 그런데 삼투압보다 높은 외부 압력을 걸어주면 용매는 용질의 농도가 낮은 용액 쪽으로 이동하게 되는데, 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 압력 구배를 구동력으로 해서 반투과성 막을 통해 각종 염이나 유기 물질을 분리해낼 수 있다. 이러한 역삼투 현상을 이용한 수처리 분리막은 분자 수준의 물질을 분리하고, 염수 또는 해수에서 염을 제거하여 가정용 및 건축용, 산업용 용수를 공급하는데 사용되고 있다.The phenomenon that the solvent moves through the separation membrane from the solution with the low solute concentration to the higher solution between the two solutions separated by the semi-permeable membrane is called the osmotic phenomenon.At this time, the pressure acting on the solution side with the high solute concentration due to the movement of the solvent Is called osmotic pressure. However, when an external pressure higher than the osmotic pressure is applied, the solvent moves toward a solution with a low solute concentration, and this phenomenon is called reverse osmosis. Using the reverse osmosis principle, various salts or organic substances can be separated through a semi-permeable membrane using a pressure gradient as a driving force. Water treatment separation membranes using the reverse osmosis phenomenon are used to separate substances at the molecular level and remove salts from salt water or seawater to supply water for households, construction, and industrial use.
이러한 수처리 분리막의 대표적인 예로는, 폴리아미드계 수처리 분리막을 들 수 있으며, 폴리아미드계 수처리 분리막은 미세 다공층 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 방법으로 제조되고 있으며, 보다 구체적으로는, 부직포 위에 폴리술폰층을 형성하여 미세 다공성 지지체를 형성하고, 이 미세 다공성 지지체를 m-페닐렌 디아민(m-Phenylene Diamine, mPD) 수용액에 침지시켜 mPD층을 형성하고, 이를 다시 트리메조일클로라이드(TriMesoyl Chloride, TMC) 유기 용매에 침지시켜 mPD층을 TMC와 접촉시켜 계면 중합시킴으로써 폴리아미드층을 형성하는 방법으로 제조되고 있다.A representative example of such a water treatment separation membrane may be a polyamide-based water treatment separation membrane, and the polyamide-based water treatment separation membrane is manufactured by forming a polyamide active layer on a microporous layer support, and more specifically, a polyamide-based water treatment separation membrane. A sulfone layer is formed to form a microporous support, and the microporous support is immersed in an aqueous solution of m-phenylene diamine (mPD) to form an mPD layer, which is again trimesoyl chloride (TriMesoyl Chloride, TMC) It is prepared by immersing in an organic solvent to contact the mPD layer with TMC for interfacial polymerization to form a polyamide layer.
본 명세서에서는 수처리 분리막의 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물, 수처리 분리막의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막을 제공하고자 한다.In the present specification, a composition for interfacial polymerization of a polyamide active layer of a water treatment separation membrane, a method of manufacturing a water treatment separation membrane, and a water treatment separation membrane manufactured using the same are provided.
본 명세서의 일 실시상태는 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물, 아민 화합물 및 물을 포함하는 수처리 분리막의 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물을 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides a composition for interfacial polymerization of a polyamide active layer of a water treatment separation membrane comprising a cyanuric acid compound or a biuret compound, an amine compound, and water.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체를 준비하는 단계;Another exemplary embodiment of the present specification is preparing a porous support;
상기 다공성 지지체 상에 전술한 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물을 코팅하는 단계; 및Coating the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer on the porous support; And
상기 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액을 접촉시켜 계면중합함으로써, 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 수처리 분리막의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a water treatment separation membrane comprising the step of forming a polyamide active layer on the porous support by contacting the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer with an organic solution containing an acyl halide compound to perform interfacial polymerization.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체; 및Another exemplary embodiment of the present specification is a porous support; And
상기 다공성 지지체 상에 구비된 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물을 포함하는 폴리아미드 활성층을 포함하는 수처리 분리막을 제공한다.It provides a water treatment separation membrane comprising a polyamide active layer including a cyanuric acid compound or a biuret compound provided on the porous support.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 수처리 분리막의 제조방법에 의하여 제조된 수처리 분리막을 제공한다.Another exemplary embodiment of the present specification provides a water treatment separation membrane manufactured by the method of manufacturing a water treatment separation membrane described above.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 수처리 분리막을 포함하는 수처리 모듈을 제공한다.Another exemplary embodiment of the present specification provides a water treatment module including the water treatment separation membrane described above.
본 명세서에 기재된 실시상태에 따른 수처리 분리막은 우수한 염제거율 특성을 유지하면서, 특징적으로 투과유량이 상승된 장점이 있다.The water treatment separation membrane according to the exemplary embodiment described in the present specification has an advantage in that the permeate flow rate is increased while maintaining excellent salt removal rate characteristics.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다.1 shows a water treatment separation membrane according to an exemplary embodiment of the present specification.
이하, 본 명세서의 실시상태들에 대하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present specification will be described in more detail.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.When a member is referred to herein as being “on” another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물은 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물, 아민 화합물 및 물을 포함할 수 있다.The composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer according to an exemplary embodiment of the present specification may include a cyanuric acid compound or a biuret compound, an amine compound, and water.
본 명세서에 기재된 실시 상태들에 따른 수처리 분리막은 폴리아미드 활성층 형성시 수용액에 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물을 첨가함으로서, 기존의 수처리 분리막의 염 제거율 특성을 유지하면서 우수한 투과유량을 얻을 수 있다.In the water treatment separation membrane according to the exemplary embodiments described in the present specification, by adding a cyanuric acid compound or a biuret compound to the aqueous solution when the polyamide active layer is formed, excellent permeation flow rate can be obtained while maintaining the salt removal rate characteristics of the existing water treatment separation membrane.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물이 수용액층에 포함됨으로써, mpD 수용액과 TMC 유기용액층이 계면중합 될 때 생성되는 부산물을 추가적으로 제거하고, 반응에 참여하는 물질들과 결합을 이루면서 반응속도 및 반응을 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the cyanuric acid compound or the biuret compound is included in the aqueous solution layer, thereby additionally removing by-products generated when the mpD aqueous solution and the TMC organic solution layer are interfacially polymerized, and substances participating in the reaction It is possible to control the reaction rate and reaction while forming a bond with.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.01 중량부 내지 2 중량부, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1 중량부 일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the content of the cyanuric acid compound or the biuret compound may be 0.01 parts by weight to 5 parts by weight, preferably 0.01 parts by weight to 100 parts by weight of the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer. It may be 2 parts by weight, more preferably 0.01 to 1 part by weight.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 시아누르산 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 0.27 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량부 일 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present specification, the content of the cyanuric acid compound may be 0.01 parts by weight to 0.27 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer, preferably 0.01 to 0.2 parts by weight. I can.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 뷰렛 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부일 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present specification, the content of the biuret compound may be 0.1 to 2 parts by weight, and preferably 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer.
시아누르산 화합물 및 뷰렛 화합물을 상기와 같은 범위로 사용하였을 때, 투과 유량이 증가하는 효과가 있으며, 반응을 조절하는 효과가 있다.When the cyanuric acid compound and the biuret compound are used in the above range, there is an effect of increasing the permeation flow rate and controlling the reaction.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막의 제조방법은 다공성 지지체를 준비하는 단계; 상기 다공성 지지체 상에 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물 및 아민 화합물을 포함하는 수용액을 코팅하는 단계; 및 전술한 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액을 접촉시켜 계면중합함으로써, 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a water treatment separation membrane according to an exemplary embodiment of the present specification includes: preparing a porous support; Coating an aqueous solution containing a cyanuric acid compound or a biuret compound and an amine compound on the porous support; And interfacial polymerization by contacting the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer and an organic solution containing an acyl halide compound to form a polyamide active layer on the porous support.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 활성층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present specification, it may further include forming a protective layer on the polyamide active layer.
상기 보호층을 형성하는 단계는, 예를 들면, 폴리아미드 활성층이 형성된 지지체를 보호층을 형성하는 조성물에 침지시키는 방법 또는 폴리아미드 활성층의 건조 후 보호층 용액을 도포하는 방법을 통해 수행될 수 있다.The step of forming the protective layer may be performed, for example, through a method of immersing the support on which the polyamide active layer is formed in the composition forming the protective layer, or a method of applying a protective layer solution after drying the polyamide active layer. .
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수용액 및 유기용액의 코팅 두께는 각각 100 내지 800 μm 일 수 있으며, 코팅 농도나 조건 및 공정 조건에 따라 달라질 수 있으므로 특별히 제한을 두지는 않는다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the aqueous solution and the organic solution may have a coating thickness of 100 to 800 μm, respectively, and may vary depending on the coating concentration or conditions and process conditions, so there is no particular limitation.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 활성층의 두께는 0.1 μm 내지 1 μm일 수 있으며, 0.1 μm 보다 작을 경우 분리막의 제거율이 하락하고 1 μm 보다 두꺼울 경우 유량이 하락하여 분리막으로서의 기능이 떨어질 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the thickness of the polyamide active layer may be 0.1 μm to 1 μm, and if it is less than 0.1 μm, the removal rate of the separator decreases, and if it is thicker than 1 μm, the flow rate decreases, thereby deteriorating the function as a separator. I can.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 아민 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 구체적인 예로서 m-페닐렌디아민(mPD), p-페닐렌디아민(PPD), 1,3,6-벤젠트리아민(TAB), 4-클로로-1,3-페닐렌디아민, 6-클로로-1,3-페닐렌디아민, 3-클로로-1,4-페닐렌 디아민 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 아민 화합물의 함량은 상기 조성물 100 중량% 대비 0.1 중량% 이상 20 중량% 이하일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the amine compound is not limited as long as it can be used for polymerization of polyamide, but as specific examples, m-phenylenediamine (mPD), p-phenylenediamine (PPD), 1, 3,6-benzenetriamine (TAB), 4-chloro-1,3-phenylenediamine, 6-chloro-1,3-phenylenediamine, 3-chloro-1,4-phenylene diamine, or mixtures thereof Can be preferably used. The content of the amine compound may be 0.1% by weight or more and 20% by weight or less based on 100% by weight of the composition.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물 및 아민 화합물을 포함하는 수용액과 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액을 접촉시키는 단계는 침지, 스프레이, 코팅 등과 같이 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다. 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물의 접촉시 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면 중합에 의해 폴리아미드를 생성하고, 다공성 지지체에 흡착되어 박막이 형성된다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the step of contacting an aqueous solution containing a cyanuric acid compound or a biuret compound and an amine compound with an organic solution containing an acyl halide compound is known in the art, such as immersion, spray, and coating. Those that are present can be used. When the amine compound and the acyl halide compound are brought into contact, the amine compound and the acyl halide compound react to form polyamide by interfacial polymerization, and are adsorbed on the porous support to form a thin film.
상기 아실 할라이드 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 구체적인 예로서 2 내지 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물로서, 트리메조일클로라이드, 이소프탈로일클로라이 및 테레프탈로일클로라이드로 이루어진 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 조성물 100 중량% 대비 0.05 중량% 이상 1 중량% 이하일 수 있다.The acyl halide compound is not limited as long as it can be used for polymerization of polyamide, but as a specific example, an aromatic compound having 2 to 3 carboxylic acid halides, trimesoyl chloride, isophthaloyl chloride, and terephthaloyl One or a mixture of two or more selected from the group of compounds consisting of chloride may be preferably used. The content of the acyl halide compound may be 0.05% by weight or more and 1% by weight or less based on 100% by weight of the composition.
상기 유기 용액은 유기 용매를 포함하며, 상기 유기 용매로는 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류와 탄소수가 5 내지 12인 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 알칸과 같은 물과 섞이지 않는 소수성 액체, 예를 들면, 탄소수가 5 내지 12인 알칸과 그 혼합물인 IsoPar(Exxon), ISOL-C(SK Chem), ISOL-G(Exxon) 등이 사용될 수 있으나, 이로써 제한되는 것은 아니다.The organic solution includes an organic solvent, and the organic solvent includes an aliphatic hydrocarbon solvent such as freon and a hydrophobic liquid that does not mix with water such as hexane, cyclohexane, heptane, and alkanes having 5 to 12 carbon atoms. For example, alkanes having 5 to 12 carbon atoms and mixtures thereof such as IsoPar (Exxon), ISOL-C (SK Chem), ISOL-G (Exxon), etc. may be used, but are not limited thereto.
상기 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물 및 아민 화합물을 포함하는 수용액 또는 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기 용액은 필요에 따라 투과유량(flux) 향상제나 염제거(rejection) 향상제를 더 포함할 수 있다. 투과유량 향상제(flux enhancing agent) 및 염제거 향상제로는 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 투과유량 향상제(flux enhancing agent) 또는 염제거 향상제의 함량은 그 종류나 필요에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 조성물 100 중량%를 기준으로 0.01 중량% 내지 10 중량%가 사용될 수 있다. The aqueous solution containing a cyanuric acid compound or a biuret compound and an amine compound, or an organic solution containing an acyl halide compound may further include a flux improver or a salt removal improver as necessary. As the flux enhancing agent and the salt removal enhancing agent, those known in the art may be used. The content of the flux enhancing agent or the salt removal enhancing agent may be determined according to the type or need, and, for example, 0.01% to 10% by weight may be used based on 100% by weight of the composition.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체로는, 부직포 상에 고분자 재료의 코팅층이 형성된 것을 사용할 수 있다. 상기 고분자 재료로는, 예를 들면, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리메틸클로라이드 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 고분자 재료로서 폴리설폰을 사용할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present specification, as the porous support, a polymer material coating layer formed on a nonwoven fabric may be used. Examples of the polymer material include polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polyethylene oxide, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polypropylene, polymethylpentene, polymethylchloride and polyvinylidene fluorine. Ride and the like may be used, but are not necessarily limited thereto. Specifically, polysulfone may be used as the polymer material.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체의 두께는 20 μm 내지 100 μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 조절될 수 있다. 또한, 상기 다공성 지지체의 기공 크기는 1 nm 내지 500 nm인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the thickness of the porous support may be 20 μm to 100 μm, but is not limited thereto and may be adjusted as necessary. In addition, the pore size of the porous support is preferably 1 nm to 500 nm, but is not limited thereto.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 수처리 분리막의 제조방법에 의하여 제조된 수처리 분리막을 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides a water treatment separation membrane manufactured by the method of manufacturing a water treatment separation membrane described above.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막은 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물을 포함하는 폴리아미드 활성층을 포함할 수 있다.The water treatment separation membrane according to an exemplary embodiment of the present specification includes a porous support; And a polyamide active layer including a cyanuric acid compound or a biuret compound on the porous support.
도 1에 수처리 분리막의 구조를 예시하였다. 도 1에 따르면, 염수(400)가 수처리 분리막의 부직포(100), 다공성 지지체(200) 및 폴리아미드층(300)을 통과하여, 농축수(600)가 제거되고 정제수(500)가 수처리 분리막을 통하여 얻어진다.1 illustrates the structure of the water treatment separation membrane. According to FIG. 1, the
상기 수처리 분리막은 필요에 따라 추가의 층을 더 포함할 수 있다, 예컨대, 상기 역삼투막은 상기 폴리아미드 활성층 상에 구비된 안티파울링층을 더 포함할 수 있다. The water treatment separation membrane may further include an additional layer as needed. For example, the reverse osmosis membrane may further include an antifouling layer provided on the polyamide active layer.
상기 수처리 분리막은 정밀 여과막(Micro Filtration), 한외 여과막(Ultra Filtration), 나노 여과막(Nano Filtration) 또는 역삼투막(Reverse Osmosis) 등으로 이용될 수 있으며, 구체적으로 역삼투막으로 이용될 수 있다.The water treatment separation membrane may be used as a micro filtration membrane, an ultra filtration membrane, a nano filtration membrane, or a reverse osmosis membrane, and specifically, may be used as a reverse osmosis membrane.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 전술한 수처리 분리막 하나 이상이 수처리 모듈에 포함될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present specification, one or more of the aforementioned water treatment separation membranes may be included in the water treatment module.
상기 수처리 모듈의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 그 예에는 판형(plate & frame) 모듈, 관형(tubular) 모듈, 중공사형(Hollow & Fiber) 모듈 또는 나권형(spiral wound) 모듈 등이 포함된다. 또한, 상기 수처리 모듈은 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 포함하는 한, 그 외의 기타 구성 및 제조 방법 등은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 공지된 일반적인 수단을 제한 없이 채용할 수 있다.The specific type of the water treatment module is not particularly limited, and examples thereof include a plate & frame module, a tubular module, a hollow & fiber module, or a spiral wound module. In addition, as long as the water treatment module includes the water treatment separation membrane according to the exemplary embodiment of the present specification described above, other configurations and manufacturing methods are not particularly limited, and general means known in the art may be employed without limitation. have.
한편, 본 명세서의 일 실시상태에 따라 제조된 수처리 분리막을 포함하는 수처리 모듈은 염제거율 및 투과유량이 우수하며, 화학적 안정성이 우수하여 가정용/산업용 정수 장치, 하수 처리 장치, 해담수 처리 장치 등과 같은 수처리 장치에 유용하게 사용될 수 있다.On the other hand, the water treatment module including the water treatment separation membrane manufactured according to the exemplary embodiment of the present specification has excellent salt removal rate and permeation flow rate, and excellent chemical stability, such as household/industrial water purification equipment, sewage treatment equipment, sea desalination equipment, etc. It can be usefully used in water treatment equipment.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태들에 따른 제조방법에 사용될 수 있는 수처리 분리막의 폴리아미드층 계면 중합용 조성물을 제공한다. Another exemplary embodiment of the present specification provides a composition for interfacial polymerization of a polyamide layer of a water treatment separation membrane that can be used in the manufacturing method according to the above-described exemplary embodiments.
구체적으로, 상기 수처리 분리막의 폴리아미드층 계면 중합용 조성물은 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물, 아민 화합물 및 물을 포함한다. Specifically, the composition for interfacial polymerization of the polyamide layer of the water treatment separation membrane includes a cyanuric acid compound or a biuret compound, an amine compound, and water.
여기서, 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물 및 아민 화합물의 함량에 대한 설명은 전술한 바와 같다. Here, the description of the contents of the cyanuric acid compound or the biuret compound and the amine compound is as described above.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드층 계면 중합용 조성물은 물, 아세톤, 디메틸술폭사이드(DMSO), 1-메틸-2-피롤리디논(NMP), 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphosphoramide, HMPA) 등을 더 포함할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present specification, the composition for interfacial polymerization of the polyamide layer is water, acetone, dimethyl sulfoxide (DMSO), 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), hexamethylphosphoamide ( It may further include hexamethylphosphoramide, HMPA), and the like.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to describe the present specification in detail. However, the embodiments according to the present specification may be modified in various forms, and the scope of the present specification is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present specification to those of ordinary skill in the art.
수처리 분리막의 제조Preparation of water treatment separation membrane
실시예 1Example 1
폴리술폰 다공성 지지체 상에 전체 수용액 조성물 100 wt%를 기준으로 5wt%의 m-페닐렌 디아민(m-Phenylene Diamine, mPD), 3.6wt%의 TEACSA(트리에틸아민(Triethylamine)과 10-캠포설포닉 애시드(10-Camphorsulfonic acid)가 결합된 염), 0.07 wt%의 소듐 로릴 설페이트(Sodium Lauryl Sulfate, SLS), 0.1 wt%의 시아누르산 및 나머지의 증류수를 포함하는 수용액을 도포하였다.Based on 100 wt% of the total aqueous solution composition on the polysulfone porous support, 5 wt% of m-phenylene diamine (mPD), 3.6 wt% of TEACSA (Triethylamine) and 10-camposulfonic An aqueous solution containing acid (10-Camphorsulfonic acid) conjugated salt), 0.07 wt% of sodium lauryl sulfate (SLS), 0.1 wt% of cyanuric acid and the rest of distilled water was applied.
이어서, 전체 유기용액 조성물 100 wt%를 기준으로 0.25 wt%의 트리메조일클로라이드(TriMesoyl Chloride, TMC), 4 wt%의 트리메틸벤젠(Trimethylbenzene, TMB) 및 나머지의 iso par G 유기용액을 포함하는 유기 용액을 코팅하여 계면중합함으로써 폴리아미드층을 얻었다.Then, based on 100 wt% of the total organic solution composition, an organic solution containing 0.25 wt% of trimesoyl chloride (TMC), 4 wt% of trimethylbenzene (TMB), and the rest of the iso par G organic solution. The solution was coated and subjected to interfacial polymerization to obtain a polyamide layer.
상기 폴리아미드층의 건조 후 수처리 분리막을 얻었다.After drying the polyamide layer, a water treatment separation membrane was obtained.
실시예 2Example 2
시아누르산의 함량을 0.2 wt%로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해 수처리 분리막을 얻었다.A water treatment separation membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the content of cyanuric acid was adjusted to 0.2 wt%.
실시예 3Example 3
시아누르산을 첨가하지 않고, 뷰렛을 0.3 wt%로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해 수처리 분리막을 얻었다.A water treatment separation membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that cyanuric acid was not added and a burette was added in an amount of 0.3 wt%.
실시예 4Example 4
뷰렛의 함량을 1.0 wt%로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법을 통해 수처리 분리막을 얻었다.A water treatment separation membrane was obtained in the same manner as in Example 3, except that the content of the burette was adjusted to 1.0 wt%.
비교예 1Comparative Example 1
시아누르산을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해 수처리 분리막을 얻었다.A water treatment separation membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that cyanuric acid was not added.
얻어진 폴리아미드 활성층 포함하는 수처리 분리막의 안정화 후 염제거율(rejection) 및 투과유량(flux)을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. After stabilization of the water treatment separation membrane including the obtained polyamide active layer, the salt removal rate (rejection) and the permeation flow rate (flux) were measured and shown in Table 1 below.
염제거율 및 투과유량은 2000 ppm NaCl 및 100 ppm NaHCO3를 함유하는 수용액의 pH 7.5의 조건 및 225 psi의 압력하에서 하루동안 안정화 시간을 거친 후 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.The salt removal rate and permeate flow rate were measured after a stabilization time for one day under the conditions of pH 7.5 and a pressure of 225 psi of an aqueous solution containing 2000 ppm NaCl and 100 ppm NaHCO 3, and are shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 수용액 내에 시아누르산 또는 뷰렛을 포함하는 실시예 1 내지 4의 경우, 시아누르산 또는 뷰렛을 포함하지 않는 비교예 1과 비교하여, 동등한 수준의 염 제거율을 보이나, 투과유량이 상승한 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, in the case of Examples 1 to 4 including cyanuric acid or biuret in the aqueous solution, compared to Comparative Example 1 not containing cyanuric acid or biuret, it showed an equivalent level of salt removal rate, It can be seen that the permeate flow rate has increased.
100: 부직포
200: 다공성 지지체
300: 폴리아미드 활성층
400: 염수
500: 정제수
600: 농축수100: non-woven
200: porous support
300: polyamide active layer
400: brine
500: purified water
600: concentrated water
Claims (6)
상기 다공성 지지체 상에 청구항 1 또는 2의 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물을 코팅하는 단계; 및
상기 폴리아미드 활성층 계면 중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액을 접촉시켜 계면중합함으로써, 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계
를 포함하는 수처리 분리막의 제조방법.Preparing a porous support;
Coating the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer of claim 1 or 2 on the porous support; And
Forming a polyamide active layer on the porous support by contacting the composition for interfacial polymerization of the polyamide active layer with an organic solution containing an acyl halide compound to perform interfacial polymerization
A method of manufacturing a water treatment separation membrane comprising a.
상기 다공성 지지체 상에 구비된 시아누르산 화합물 또는 뷰렛 화합물을 포함하는 폴리아미드 활성층을 포함하는 수처리 분리막.Porous support; And
Water treatment separation membrane comprising a polyamide active layer comprising a cyanuric acid compound or a biuret compound provided on the porous support.
A water treatment module comprising a water treatment separation membrane according to claim 5.
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