KR20100079530A - 은나노 입자 및 피이비에이엑스 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법 - Google Patents
은나노 입자 및 피이비에이엑스 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 은나노 입자 및 PEBAX 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법에 관한 것으로, 분리막 공정의 가장 큰 단점인 바이오파울링을 저감시키기 위해 막 표면에 생물막 형성 억제 효과와 더불어 물리적 세척만으로도 투수율 회복이 높은 친수성 은나노 복합수처리 분리막을 개발하기 위하여 친수성 고분자인 PEBAX 1657을 폴리설폰 NF 지지체막 표면에 코팅을 실시하여 친수성 분리막을 제조하였고, 바이오파울링에 의한 생물막 형성을 근본적으로 제어하기 위하여 폴리설폰 NF 지지체막 표면에 항균성 은나노 입자를 도입시킨 친수성 PEBAX 복합막으로 코팅하여 은나노 복합분리막을 제조하였다. 접촉각 측정 결과, 폴리설폰 NF 분리막이 45.7±1.4˚에서 PEBAX 1657 코팅 실시 후 접촉각이 19.6±5.4˚로 친수화 되었으나 PEBAX/Ag 코팅 멤브레인은 입자성 물질에 의한 거칠기 상승으로 인하여 30.2±4.6˚로 높아졌다. 표면에서의 은나노 입자 검출을 위해 실시한 SEM-EDX 결과 PEBAX/Ag 코팅 분리막 위에 미량의 은나노가 검출되었다. E.coli를 접종한 수투과도 실험을 위하여 스테인리스로 cross-flow cell을 제작하여 직렬로 연결하고, 폴리설폰 NF 분리막, PEBAX 코팅 분리막, PEBAX/Ag 코팅 분리막을 각각 장착하여 운전압력 10kgf/cm2, 온도 25±1도에서 투과실험을 실시하였다. E.coli 접종 후 폴리설폰 NF 분리막의 투과도가 약 90% 감소하였고, PEBAX 코팅 멤브레인은 80%, PEBAX/Ag 코팅 분리막은 60% 감소하였다. 투과저하 속도는 폴리설폰 NF 분리막이 가장 높았으며, PEBAX/Ag 코팅 분리막의 투과저하 속도가 가장 낮았다. 투과도 감 소 후 3차 증류수로 flushing을 실시한 결과 PEBAX/Ag 코팅 분리막의 바이오파울링이 거의 모두 세척되었다. 3차 증류수를 이용하여 투과 회복률 분석 결과 폴리설폰 NF 분리막이 23%, PEBAX 코팅 분리막이 47%, PEBAX/Ag 코팅 분리막이 91% 회복하는 것으로 나타났다. 본 실험을 통하여 막 표면의 친수화에 의한 바이오파울링 저감 효과를 관찰하였으며, 친수화를 증진한 막 표면에 항균효과가 있는 은나노 입자를 도입함으로 바이오파울링 저감 효과를 향상 시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
바이오파울링, 친수성 고분자, PEBAX, 은나노 입자, 분리막, 코팅, 항균성, 수투과도
Description
본 발명은 은나노 입자 및 PEBAX(polyether-polyamide block copolymer) 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친수성 고분자 물질과 항균효과가 있는 은나노 입자를 이용하여 막 표면의 친수성과 항균성을 향상시켜 수처리 분리막의 가장 문제점인 바이오파울링을 저감시킨 은나노 입자 및 PEBAX 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법에 관한 것이다.
현재까지 우리나라는 대규모 수자원 개발과 함께 수자원보호에 노력을 기울여 어느 정도 물의 양과 질에 대한 수요를 충족시켜 왔다. 그러나 산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 오염물의 양과 종류가 급격히 증가함으로써 응집-침전-여과 를 하는 기존의 정수방법은 점차 그 한계를 노출하고 있다. 이에 분리막 처리 공법은 기존 수처리 공법보다 공정이 비교적 간단하고 다양한 수질로부터 우수한 수질을 안정적으로 얻을 수 있는 기술로서 각광받고 있다. 그러나 분리막 공정의 도입이 지연되어왔던 이유 중 하나는 바로 막오염(fouling) 현상이다.
분리막 시스템 운전 시 발생 가능한 막오염에는 결정성 오염(무기물에 의한 스케일링(scaling), 용해산물의 과다에 따른 무기물 침전), 유기물 오염(분해된 휴믹산, 오일, 그리스 등의 침전), 입자성 물질, 콜로이드성 오염(클레이, 실트, 입자성 부식물질, 실리카의 침전), 미생물 오염(바이오파울링, 미생물의 부착과 농축, 바이오필름 형성)등이 있다. 결정성 오염, 유기물오염, 콜로이드성 오염에 의한 무기성(inorganic) 분리막 오염의 경우, 응집 침전 등 물리적 전처리공정에 의하여 분리막 오염 현상 제어가 상대적으로 분리막 바이오파울링 현상 때 보다 제어가 쉬운 현상으로 고려되어 왔다. 미생물에 의한 막오염의 경우, 막오염 조절의 가장 일반적인 방법인 전처리 공정만으로는 생물막오염(biofouling)을 조절하기가 어렵다.
바이오파울링은 분리막 수처리 시스템의 가장 큰 문제점 중 하나이다. 미생물에 의한 막오염의 대표적인 문제점은 (i) 막 표면에 생물막 형성으로 분리막 성능이 저하되고 또한, 물리화학적 세척시 분리막의 내구성을 감소시키며, (ii) 막오염 세정시 미생물(박테리아, 조류) 그 자체뿐만 아니라 미생물의 대사산물(EPS, extracelluar polymeric substances)에 의해 정수처리의 2차적 오염 유발시킨다. (iii) 바이오필름의 저항에 의한 투수율 감소를 극복하기 위해 더 높은 운전압 력(TMP, Transmembrane pressure)이 요구되기 때문에 더 많은 에너지를 소비하게 된다.
분리막 표면의 오염물 흡착을 최소화 시키고 막의 투과성을 증가시키기 위한 일반적인 방법으로 분리막 장치 전에 전처리(염소 처리, 응집제 처리, 열처리, 활성탄 흡착, pH조정 등)장치를 설치하여 유입수의 성질을 개선하는 방법, 분리막 모듈 구성 및 운전 방식의 변화, 또한 주기적인 물리화학적 세척(scrubbing, flushing, backwashing 등)으로 분리막 오염을 최소화하는 운전에 관한 공정기술 개발이 주로 적용되어 왔다.
대표적인 화학적 전처리 방법으로 유입수에 염소를 주입하여 박테리아를 제거하고 수중에서 박테리아가 생장하는데 필요한 영양분의 함유량을 줄임으로써 미생물의 생물학적 성장을 제어하는 방법이 있다. 그러나 전처리로 인한 추가적 비용이 발생하고 소독공정 시 사용되는 염소는 수계의 유기물과 반응하여 트리할로메탄(Trihalomethane, THM), 할로아세틱에시드(Haloacetic acid, HAA)과 같은 발암성 할로겐 부산물을 생성하며, 분리막 선택층(selective layer)이 염소에 의해 막내구성이 감소하는 막소재의 비가역적 변화가 오는 단점이 있다. 세정 등에 의한 막내구성에 영향을 최소화 하고자 정수공정 전처리 등의 자동화, 운전 최적화가 진행되고 있지만, 바이오파울링을 최소화하는 분리막 소재 개발을 통하여 세척 시 화학약품을 거의 사용하지 않는 저오염성 분리막 소재 연구가 필요한 실정이다.
물리적 세척(scrubbing, flushing, backwashing) 방법은 오염물을 제거하고, 막의 분리 특성과 투수율을 회복하는 중요한 과정이다. 그러나 바이오파울링에 의 한 생물막 제거는 어려울 뿐만 아니라 세척으로 인한 물리적인 분리막 손상이 있을 수 있다.
위와 같은 단점을 보완하고자 물리·화학적으로 강하고, 물리·화학적인 세척을 최소화 할 수 있는 분리막 소재 개발 연구를 위해 본 발명에서는 친수성 고분자 물질과 항균효과가 있는 은나노 입자를 이용하여 막 표면의 친수성과 항균성을 향상시켜 수처리 분리막의 가장 문제점인 바이오파울링을 저감하고자 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 분리막 공정의 가장 큰 단점인 바이오파울링(biofouling)을 저감시키기 위해 막 표면에 생물막 형성 억제 효과와 더불어 물리적 세척만으로 투수율 회복이 높은 친수성 은나노 복합수처리 분리막을 제조할 수 있는 은나노 입자 및 PEBAX 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 폴리설폰(Polysulfone: PSf) NF(nanofiltration) 지지체막 표면에 친수성 고분자인 PEBAX(polyether-polyamide block copolymer)를 코팅하여 상기 폴리설폰 NF 지지체막 표면에 친수화를 증진시킴으로써, 바이오파울링을 저감시킬 수 있는 은나노 입자 및 PEBAX 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 폴리설폰(polysulfone) NF 지지체막 표면에 항균성 은나노 입자를 도입시킨 친수성 PEBAX 복합막으로 코팅하여 은나노 복합분리막을 제조함으로써, 바이오파울링에 의한 생물막 형성을 근본적으로 제어할 수 있는 은나노 입자 및 PEBAX 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법은, 폴리설폰(polysulfone) 고분자로 이루어진 NF 지지막 상에 친수성 고분자를 코팅하여 막 표면의 친수성을 강화함으로써 바이오파울링을 저감시킨 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 의한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법은, 폴리설폰(polysulfone) 고분자로 이루어진 NF 지지막 상에 항균나노물질이 포함된 친수성 고분자를 코팅하여 막 표면의 항균성을 강화시킴으로써 바이오파울링을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 고분자는 PEBAX(polyether-polyamide block copolymer)인 것을 특징으로 한다.
상기 PEBAX는 폴리에테르(PE)의 함유량(Content)이 60wt%이고, 밀도가 1.14g/㎤를 갖는 PEBAX 1657인 것을 특징으로 한다.
상기 PEBAX 1657을 코팅한 후 분리막의 접촉각은 19.6±5.4°인 것을 특징으로 한다.
상기 항균나노물질은 은나노 입자인 것을 특징으로 한다.
상기 은나노 입자는 용매인 에탄올과 물에 순도 99.99%, 1000ppm의 농도를 가지며, 50nm의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 은나노 입자가 포함된 친수성 고분자를 코팅한 분리막의 접촉각은 30.2±4.6°인 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 또다른 수단으로서, 본 발명에 의한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법은, (a) PEBAX 1657를 1wt% 농도로 제조하 는 단계와; (b) 상기 PEBAX 1657 2g을 에탄올(ethanol) 198g에 넣고, 80℃에서 14시간 동안 녹여 코팅 용액을 제조하는 단계와; (c) 상기 코팅 용액을 스펀지를 이용하여 폴리설폰(polysulfone) NF 막위에 코팅하는 단계; 및 (d) 상기 코팅한 분리막을 12시간 동안 상온에서 건조시키고 60℃의 드라이 오븐에서 2시간 동안 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 또다른 수단으로서, 본 발명에 의한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법은, (a) PEBAX 1657를 1wt% 농도로 제조하는 단계와; (b) 상기 PEBAX 1657 2g을 은나노 용액 198g에 80℃에서 14시간 동안 녹여 코팅 용액을 제조하는 단계와; (c) 상기 코팅 용액을 스펀지를 이용하여 폴리설폰(polysulfone) NF 막위에 코팅하는 단계; 및 (d) 상기 코팅한 분리막을 12시간 동안 상온에서 건조시키고 60℃의 드라이 오븐에서 2시간 동안 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 은나노 입자 및 PEBAX 고분자를 이용한 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법에 의하면, 화학세정이 필요없고 막오염 현상이 최소로 되는 혁신적인 개념의 친수성 나노복합막을 개발하여 이를 이용한 수처리 공정시 유기물 처리, 오일함유 수처리시 막오염 저감 및 플럭스(flux) 향상에 대한 최적 설계인자를 확립, 도출하여 화학세정이 거의 필요 없는 친수성 복합막 및 시스템을 제공함으로써, 수처리 막 이용 관련 협력회사의 현안과제를 근본적으로 해결할 수 있다.
또한, 폴리설폰(Polysulfone: PSf) NF 지지체막 표면에 친수성 고분자인 PEBAX를 코팅하여 상기 폴리설폰 NF 지지체막 표면에 친수화를 증진시킴으로써, 바이오파울링을 저감시킬 수 있다.
또한, 폴리설폰(polysulfone) NF 지지체막 표면에 항균성 은나노 입자를 도입시킨 친수성 PEBAX 복합막으로 코팅하여 은나노 복합분리막을 제조함으로써, 바이오파울링에 의한 생물막 형성을 근본적으로 제어할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에서는 분리막 공정의 가장 큰 단점인 바이오파울링을 저감시키기 위해, 막 표면에 생물막 형성 억제 효과와 더불어 물리적 세척만으로도 투수율 회복이 높은 친수성 은나노 복합수처리 분리막을 개발하기 위하여 다음과 같은 연구를 수행하였다.
첫째, 지지체막인 폴리설폰(polysulfone) NF 막 표면에 친수화를 증진시켜 바이오파울링을 저감 시키기 위해 친수성 고분자인 PEBAX를 코팅하여 코팅 전·후의 모르폴로지(morphology)의 변화와 수투과도 변화에 따른 막오염 현상을 확인하였다.
둘째, 바이오파울링에 의한 생물막 형성을 근본적으로 제어하기 위하여, 폴리설폰(polysulfone) NF 지지체막 표면에 항균성 은나노 입자를 도입시킨 친수성 PEBAX 복합막으로 코팅하여 은나노 복합막의 수투과도에 미치는 영향 및 분리막 표면분석을 통한 바이오파울링 저감 효과를 분석하였다.
1. 실험재료 및 방법
1.1. 실험재료
1.1.1 분리막
본 발명에서 사용된 분리막은 국내업체에서 제공받은 폴리설폰(polysulfone) NF 평막을 사용하였으며, 폴리에스테르(polyester) 지지체 위에 제작되었다.
1.1.2 친수성 고분자
본 발명에서는 폴리설폰(polysulfone) NF 수처리 분리막를 지지체 막으로 사용하였으며, 이 막위에 코팅된 친수성 고분자는 polyether-polyamide block copolymer(이하 PEBAX 1657, Arkema, France)를 사용하였다. PEBAX는 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머로서 폴리아미드(polyamide)의 내구성과 고무영역에 달하는 유연성을 함께 가지고 있으며, 일반적으로 전기분야, 자동차 분야, 정밀부품, 스포츠 용품 등에 널리 사용되어왔다. PEBAX는 폴리에테르 블록 아미드라고 불리고, 하드 세그먼트(hard segment)인 폴리아미드(PA. polyamide(e.g. Nylon-6, Nylon-12))와 소프트 세그먼트(soft segment)인 폴리에테르(PE, Polyether(e.g. polyethylene oxide, polytetramethylene oxide))를 나타내고 있다. 따라서 PEBAX는 PA/PE의 비에 따라 친수성 정도가 변화하며 PE 조성비가 증가하면 친수성이 증가하는 열가소성 탄성중합체(thermoplastic elastomers)이다.
아래 표 1은 PEBAX 1657의 특성을 나타낸 것으로, PE 함유량(Content)은 60wt%이고, 밀도는 1.14g/㎤이다. PEBAX의 화학식 구조는 도 1과 같다.
1.1.3 은나노 용액
본 발명에서 사용된 은나노 복합 분리막에 이용된 은나노 입자는 국내 나노물질 제조업체인 M사(社)에서 구입하여 사용하였다. 은나노 입자는 용매인 에탄올과 물에 순도 99.99%, 1000ppm의 농도로 제조되었다. 입자크기는 50nm이다. 아래 표 2에 은나노 용액의 대표적 물성을 나타내었다.
1.1.4 Cross-flow 실험 장치
제조된 각 분리막의 수투과도 측정 실험을 위하여 cross-flow cell을 투과 유효면적 28cm2(직경 60mm)의 스테인레스(SUS316) 재질로 제작하였다. 수투과도 실험을 위하여 3개의 분리막 셀(cell)을 직렬로 연결하여 실험을 실시하였다. 버진 멤브레인(Virgin membrane)으로 코팅이 안된 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막, 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막 표면에 친수성 1wt% PEBAX 1657을 코팅한 복합분리막, 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막 표면에 1wt% PEBAX 1657/Ag 입자를 코팅한 분리막을 각각 제작하여 시간에 따른 수투과도 변화를 측정하였다.
도 2 및 도 3에 분리막 실험장치 구성도 및 사진을 나타내었다. 분리막 실험장치에 최대유량 4.2L/min의 정량 펌프(model M-03-B, Hydra-cell, USA)를 연결하여 유입수를 순환하였다.
펌프 운전에 따른 유입수의 온도 상승을 막기 위하여 냉각기(chiller)(model C-CRDL8, 대한과학, Korea)를 유입수 저장조(reservoir) 내에 장착된 스테인리스 코일과 연결하여 온도를 25℃로 일정하게 유지하였다. 또한 유량 조절을 위한 컨트롤 박스를 제작하였고, 펌프와 유입수 저장조(reservoir) 사이에 레귤레이터 밸브(regulator valve)를 장착하여 유입압력과 유량을 일정하게 조절하였다. 유입수 저장조(Reservoir) 내에서 E.coli의 침전을 방지하기 위해 스터러(stirrer)를 장착해 교반(mixing) 시켰다. 수투과도 변화는 전자저울(electric balance)(model GF-2000, AND, JAPAN)와 컴퓨터를 RS-232 통신포트로 연결하여, AND에서 제공되는 WinCT 소프트웨어로 양방향 통신으로 실시간 관찰하였다.
1.2 실험방법
1.2.1 친수성 고분자 코팅 분리막 제조
폴리설폰(Polysulfone) NF막의 표면 코팅에 사용된 친수성 고분자인 PEBAX 1657는 1wt% 농도로 제조하여 사용하였다. 유기용매인 에탄올(ethanol)(95%)(Daejung, Korea) 198g에 PEBAX 1657 2g을 넣고 80℃에서 14시간 동안 녹여 제조한 코팅 용액을 스펀지를 이용하여 폴리설폰(polysulfone) NF 막위에 코팅하였다. 코팅한 분리막은 12시간 동안 상온에서 건조시키고 60℃의 드라이 오븐에서 2시간 동안 건조시켰다.
1.2.2 은나노 복합분리막 제조
M사(社)의 은나노 용액 198g에 PEBAX 1657 2g을 넣고 80℃에서 14시간 동안 녹여 제조한 코팅 용액을 동일한 방법으로 폴리설폰(polysulfone) NF 막위에 코팅하였다. 코팅한 분리막은 12시간 동안 상온에서 건조시키고 60℃의 드라이 오븐에서 2시간 동안 건조시켰다.
1.2.3 복합 분리막 특성 분석
코팅 분리막의 표면과 단면의 모폴로지(morpology) 분석을 위하여 SEM(model S-3500N, Hitachi, Japan)과 EDX(model S-3500N, Hitachi, Japan)를 이용하여 표면분석을 하였다. FTIR-ATR(Varian 2000 Scimitar series, USA)을 이용하여 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막과 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅시 분리막 표면의 화학구조 변화를 관찰하였다. 분리막 코팅 후 표면의 친수성 변화를 관찰하기 위하여 접촉각 측정기(model Phoenix 450, (주)에스이오, Korea)를 이용하여 접촉각을 측정하였다.
1.2.4 은나노 분리막 항균성 실험
은나노 코팅 분리막의 항균효과 실험을 하기위하여 PEBAX 1657 코팅용액과 은나노를 넣은 PEBAX 1657 코팅 용액을 각각 테플론 디쉬에 10ml를 넣어 14시간 동안 상온에서 건조시키고 60℃의 드라이 오븐에서 2시간 동안 건조시켜 분리막을 제조하였다. 제조한 각각의 분리막을 직경 20mm의 원으로 잘라 E.coli를 접종한 플레이트(plate) 위에 올려놓고 37℃에서 8시간 동안 배양시켜 변화를 관찰하였다. 또한 각각의 코팅막을 Amicon dead-end filtration cell(Milipore. Corp, USA)에 장착하고 LB배지(Luria-Bertani media)를 넣은 후 0.1ml의 E.coli(OD600 of 1, 107CFU)를 접종하여 37℃에서 8시간 동안 배양 후 E.coli 성장 변화를 관찰하여 은나노입자의 항균효과를 측정하였다.
1.2.5 분리막 장치 세척 방법
E.coli를 이용한 플럭스(flux)변화 실험을 위하여 플럭스(flux) 실험 전·후에 펌프와 cross-flow cell 장치의 멸균을 다음과 같이 수행한 후에 수투과도 측정실험을 다음과 같이 수행하였다.
(1) 0.5%의 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite: NaCIO)를 2시간 동안 순환,
(2) 탭 워터(Tap water)를 10분 동안 순환시켜 2회 세척,
(3) 미량유기물질을 제거하기 위하여 5mM의 EDTA(pH 11)를 주입하여 30분간 순환,
(4) 상기 단계 (2)를 재실시,
(5) 미량유기물질 추가 세척을 위해 2mM의 SDS(sodium dodecyl sulfate)(pH 11)을 30분간 순환,
(6) 상기 단계 (2)를 재실시,
(7) 장치 멸균을 위해 95% 에탄올(ethanol)을 1시간 순환,
(8) 에탄올(Ethanol) 잔류물 세척을 위해 3차 증류수(10 CFU/ml 이하)를 순환시켜 3회 세척,
(9) 세척 후 각각의 분리막을 장착하여 실험 수행하였다.
1.2.6 수투과도 실험
플럭스(Flux) 실험은 세 개의 cross-flow cell에 각각 유입 쪽부터 폴리설폰(polysulfone) 분리막, 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막, 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막을 장착하여 실험을 수행하였다. 본 투과도 실험 전에 분리막 장착 후 분리막 압축에 의한 투과 안정화를 위하여 3차 증류수를 이용하여 유입 압력 15kgf/cm2 에서 플럭스 베이스라인(flux baseline)을 설정한 후 운전압력을 10 kgf/cm2으로 조절하여 30분간 투과도 안정화를 시켰다. 30분의 안전화 실험 후 인공폐수를 주입하고 인공폐수에 의한 투과 안정화를 위하여 4시간 동안 다시 안정화를 실시하였다.
인공폐수 조성은 아래 표 3과 같다.
위 실험을 수행하는 동안, 1ml의 E.coli를 LB 배지에 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양 후, 1L의 LB 배지에 1ml를 접종하여 107CFU가 될 때까지 배양시켰다. 배양한 E.coli를 원심분리기(model supra 21K, 비전과학)를 이용하여 4℃, 7000rpm으로 30분 동안 원심 분리를 실시하였다. 분리한 E.coli를 동일한 양의 30L 인공폐수에 접종하여 37℃에서 6시간 동안 배양시키고, 안정화가 된 레저부어(reservoir)의 인공폐수와 교체하였다. E.coli가 분리막 표면 위에 부착될 수 있도록 30분간 순환시켰다. 영양분을 주입하여 E.coli 미생물 배양을 촉진하여 파울링 현상을 가속화하기 위한 실험으로 30분간 E.coli가 접종된 인공폐수를 순환 시킨 후 분리막 표면에 농도분극(concentration polarization)을 증가시키고, E.coli의 침전을 촉진 시키기 위해 0.94mM의 ammonium chloride와 LB 배지 30ml를 추가로 주입하였다. E.coli 미생물 농도가 증가하여 바이오파울링 증가로 수투과도가 감소한 후 세척 목적으로 3차 증류수를 이용하여 60초 동안 플러싱(flushing)을 실시하여 각각의 분리막 수투과도 회복률을 측정하였다. 모든 실험은 상온인 25℃에서 이루어 졌으며 Cross-flow system 운전 조건을 아래 표 4에 나타냈다.
2. 실험 결과
2.1 분리막의 물리화학적 특성
2.1.1 접촉각 (contact angle) 측정
분리막 표면은 친수화가 증가할수록 접촉각은 감소하며, 분리막 표면의 친수화 정도를 측정하는데 접촉각 측정기를 사용하였다. 접촉각 측정기(Phoenix 450, (주)에스이오, Korea)를 이용하여 제조된 복합 분리막들의 접촉각 분석 결과를 아래 표 5에 나타내었다.
접촉각 측정에는 3차 증류수를 사용하였다. 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막(a)의 접속각은 45.7±1.4°를 나타냈고, 친수성 고분자인 PEBAX 1657을 코팅 후 19.6±5.4°으로 접촉각이 감소하여 상대적으로 PEBAX 로 코팅시 친수화 정도가 증가하여 분리막 표면의 친수화가 증진된 것으로 나타났다(b). 그러나, 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막의 접촉각(c)은 30.2±4.6°로 1wt% PEBAX 1657에 비하여 상대적으로 높은 접촉각을 나타냈다. 이는 분리막 표면의 입자성 물질에 의한 거칠기 변화로 인하여 접촉각이 상대적으로 높게 나타난 것으로 판단된다.
도 4는 코팅이 되지 않은 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막(a)과 PEBAX 1657(b)과 PEBAX 1657/Ag(c)이 각각 코팅된 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막의 접촉각 측정을 위한 확대 사진이다.
2.1.2 SEM(Scanning electron microscope)
폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막에 각각 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막과 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막의 코팅 전후의 모르폴로지(morpology) 변화 분석을 위하여 SEM 촬영을 실시하였다.(도 5 참조) 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막과 1wt% PEBAX 1657을 코팅한 분리막 표면을 코팅 전후 상태를 비교한 결과 PEBAX 1657를 코팅한 분리막(ⅱ)(ⅲ)이 코팅용액에 의해 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막(ⅰ) 표면보다 고밀도(dense)의 표면이 형성된 것으로 나타났다. 1wt% PEBAX 1657/Ag를 코팅한 분리막(ⅲ)은 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막(ⅱ)에 비해 입자성 물질들로 인해 표면 약간 거칠어진 것으로 나타났다.
폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막(ⅰ)의 단면 분석 결과 스폰지 형태의 비대칭 구조를 나타내고 있으며, 친수성 고분자 코팅 후 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막(ⅱ)과 1wt% PEBAX/Ag 코팅 분리막(ⅲ) 위쪽 부분이 코팅액에 의하여 고밀도(dense)의 구조로 나타났다.
2.1.3 FTIR-ATR(Fourier transform infra-red spectroscopy Attenuated total reflectance)
PEBAX 1657 코팅에 따른 화학구조의 변화를 분석하기 위하여 FTIR-ATR을 이용하여 측정을 실시하여 도 6에 나타내었다. PEBAX 1657에서 나타나는 파장인 3300cm-1(imide N-H stretch), 2900cm-1(aliphatic C-H stretch), 1640cm-1 (amide C=O stretch), 1540cm-1(secondary amide N-H bend)은 PEBAX 1657을 코팅하지 않은 polysulfone NF 분리막(ⅰ)에서는 나타나지 않았다. 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막(ⅲ)에서도 PEBAX 1657(ⅱ)에 나타나는 파장이 나타났다. 은나노 입자에 의한 화학결합에 따른 특정 파장의 강도 변화는 없는 것으로 나타났다.
2.1.4 EDX(Energy-dispersive X-ray spectroscopy)
은나노 복합막 표면의 은나노 성분 검출을 위해 EDX(S-3500N, Hitachi, Japan) 분석결과(도 7), 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막(ⅰ) 표면에서 폴리폰(Polysulfone)의 S성분이 아토믹(atomic) %로 1.66%로 검출되었다. 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막(ⅱ) 표면에서는 S성분이 검출되지 않은 것으로 나타나 친수성 고분자에 의해 표면에 고르게 코팅된 것으로 판단된다. 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막(ⅲ)에서는 Ag 성분이 0.08%로 아주 소량이 검출되었다. FTIR-ATR과 EDX 결과에 나타난 것과 같이 은나노 입자는 PEBAX 1657과 화학적 결합을 하지 않는 것으로 판단된다.
줄리안(Julian)은 Ag-DMF 오르가노졸(organosol)을 제조해 은나노 입자를 형성시켜 PSF 캐스팅 믹스처(casting mixture)에 주입시키고 ex-situ PSF/Ag 분리막을 제조하였다. 또한 AgNO3/ DMF을 PSF 캐스팅 믹스처(casting mixture)에 주입시켜 in-situ PSF/Ag 분리막을 제조하였다. SEM, EDX, FTIR 분석 결과 두 분리막의 표면에서는 은 성분이 검출되지 않았으며 반면에 분리막 단면에서 검출되었다. 본 발명에서도 은 성분이 막표면 아래쪽으로 은나노 입자가 침전 형성된 것으로 판단된다.
2.2 은나노의
E.coli
항균 효과 분석
은나노를 코팅한 분리막의 항균효과를 관찰하기 위하여 두 가지 실험을 수행하였다. 우선 PEBAX 1657 코팅용액과 PEBAX 1657에 은나노를 넣은 코팅 용액을 각각 테플론 디쉬에 10ml를 넣어 얇은 필름 형태의 막을 제조하였다. 제조한 각각의 분리막을 직경 20mm로 잘라 E.coli를 접종한 플레이트(plate) 위에 올려놓고 37℃에서 8시간 동안 배양시켜 변화를 관찰하였다. 또한 코팅막을 각각 두 개의 Amicon dead-end filtration cell(Milipore. Corp, USA)에 장착시키고, LB배지를 넣은 후 0.1ml의 E.coli(OD600 of 1, 107)를 접종하여 37℃의 인큐베이터(incubator)에서 150rpm, 8시간 동안 배양 후 변화를 관찰하였다.
도 8에 나타난 것과 같이, 헤일로 테스트(halo test) 결과 PEBAX 1657 코팅막(a)에서는 E.coli가 배양된 반면에 은나노를 넣은 코팅막(b) 주위에는 E.coli가 배양되지 않은 것으로 나타났고, LB배지에 E.coli를 접종한 PEBAX 1657 막(c)에서는 E.coli가 배양된 반면에 은나노를 넣은 PEBAX 1657 막(d)에서는 E.coli의 성장하지 않은 것으로 나타났다. 두 실험 결과에 의해 은나노를 주입한 막에서 E.coli의 성장이 은나노의 살균 작용에 의해 성장이 저해되는 것으로 나타났다. 또한 (d)의 결과와 같이, E.coli가 접종된 LB배지의 교반(mixing)에 의해 E.coli가 막 표면의 은나노와 지속적으로 접촉하여 E.coli의 성장이 저해되는 것으로 나타났다.
2.3. 은나노 복합분리막 수투과도 분석
2.3.1 수투과도
도 9는 3차 증류수(pure water), 인공폐수, E.coli를 접종한 유입수의 플럭스(flux)를 수행한 결과를 나타냈다. 초기 3차 증류수 플럭스(pure water flux)는 코팅을 하지 않은 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막에서 가장 높게 나타났으며, PEBAX 1657을 코팅한 분리막의 경우, 막 표면 코팅에 의한 막의 공극율(porosity) 감소로 인해 플럭스(flux)가 폴리설폰(polysulfone) NF 막에 비하여 낮게 나타났다. 1wt% PEBAX 1657/Ag 분리막은 은나노에 의하여 상대적으로 1wt% PEBAX 1657을 코팅한 분리막 보다 의한 높은 공극율(porosity) 감소 영향에 의하여 낮은 플럭스(flux)가 측정되었다. 인공폐수 주입 후 1wt% PEBAX 1657을 코팅한 분리막과 1wt% PEBAX 1657/Ag를 코팅한 분리막은 안정화를 보이는 반면에 인공폐수로 인한 분리막 표면근처의 농도가 증가하는 농도분극 현상으로 인하여 상대적으로 낮은 친수성을 가진 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막의 수투과도가 감소하는 것으로 판단된다.
E.coli 주입 후 폴리설폰(polysulfone) NF 막의 플럭스(flux) 감소가 가장 크게 나타났다. 1wt% PEBAX 1657을 코팅한 분리막의 플럭스(flux)는 7시간 이후 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막과 동일한 속도로 감소하였지만 12시간 이후 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막에 비하여 수투과도의 감소 속도가 낮아지고 상대적으로 높은 플럭스(flux)를 나타냈다. 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막은 초기 수투과도가 상대적으로 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막과 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막보다 낮았지만 12시간 이후 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막에 비하여 높은 수투과도를, 1wt% PEBAX 1657 분리막과 거의 유사한 수투과도를 유지하였다. 최종 수투과도는 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막이 초기 수투과도에 비해 약 90% 이상 감소하여 다른 두 분리막에 비하여 상대적으로 낮게 나타났다. 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막은 수투과도가 약 80%가 감소하였고 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막이 약 60% 감소하였으나, 이들 두 분리막의 최종 수투과도는 거의 유사한 수치를 나타냈다.
1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막과 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막이 상대적으로 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막에 비하여 수투과도 감소 속도가 낮은 이유는 막 표면의 친수화 증진으로 인해 바이오파울링 형성이 저해되었기 때문으로 사료된다. 그러나 최종 수투과도가 뚜렷한 차이를 보이지 않는 것으로 나타나 E.coli에 의한 바이오파울링에 의하여 수투과도 감소가 본 발명에서 사용된 모든 분리막에서 나타난 것으로 판단된다.
3차 증류수를 이용한 플러싱(flushing)을 한 후 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막은 약 25%의 수투과도 회복률을 보였고, 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막은 약 56% 회복률을 나타냈다. 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막은 약 110%의 회복률로 초기 3차증류수 수투과도 베이스라인(baseline)까지 수투과도를 회복한 것으로 나타났다. 플러싱(Flushing) 이후 분리막 표면 상태(도 10)에서 나타난 것과 같이 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막 표면에서는 생물막이 형성되어 플러싱(flushing) 이 후에도 세척이 잘 되지 않은 것으로 나타났으며, 1wt% PEBAX 1657 코팅한 분리막은 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막에 비하여 파우링(fouling) 층의 세척이 상대적으로 잘 이루어 졌으나 형성된 생물막의 완전한 세척은 이루어 지지 않은 것으로 나타났다. 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막은 은나노에 의한 생물막의 형성 저해 효과로 3차 증류수를 이용한 물리적 플러싱(flushing)에 의해 오염물이 모두 세척되어 높은 회복률을 나타낸 것으로 판단된다.
2.3.2 표준 수투과도(Normalized flux )
E.coli에 의한 수투과도 감소 경향을 분석하기 위하여 도 11에 표준 수투과도(Normalized flux)를 나타내었다. E.coli 주입 후 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막의 수투과도 감소율이 가장 낮은 것으로 나타났다. 상대적으로 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막의 수투과도 감소율은 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막에 비하여 높게 나타났으나 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막 보다는 낮게 나타났다. 또한 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막의 수투과도 감소 속도가 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막과 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막에 비하여 상대적으로 완만한 형태로 감소하는 것으로 나타나 1wt% PEBAX/Ag 코팅 분리막에 충진한 은나노 입자가 바이오파울링에 의한 생물막 형성 속도를 저해 하는 것으로 판단된다.
3차 증류수 플러싱(flushing) 이 후 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막과 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막은 막 표면의 친수화에 의한 바이오파울링 저감에 의해 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막에 비해 높은 회복률을 나타냈다. 1wt% PEBAX 코팅 분리막과 1wt% PEBAX/Ag 코팅 분리막의 실제 수투과도는 도 10과 같이 거의 비슷한 수치를 나타냈지만, 막 표면의 친수화와 더불어 은나노의 항균 효과에 의하여 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막이 가장 높은 회복률을 나타냈다. 위와 같은 결과에 의하여 막 표면의 친수화에 의한 바이오파울링 저감 효과를 관찰하였으며, 친수화를 증진한 막 표면에 항균효과가 있는 은나노 입자를 도입함으로 바이오파울링 저감 효과를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 분리막 공정의 가장 큰 단점인 바이오파울링을 저감시키기 위해 막 표면에 생물막 형성 억제 효과와 더불어 물리적 세척만으로도 투수율 회복이 높은 친수성 은나노 복합수처리 분리막을 개발하기 위하여 친수성 고분자인 PEBAX 1657을 폴리설폰 NF 지지체막 표면에 코팅을 실시하여 친수성 분리막을 제조하였고, 바이오파울링에 의한 생물막 형성을 근본적으로 제어하기 위하여 폴리설폰 NF 지지체막 표면에 항균성 은나노 입자를 도입시킨 친수성 PEBAX 복합막으로 코팅하여 은나노 복합분리막을 제조하였다.
접촉각 측정 결과, 폴리설폰 NF 분리막이 45.7±1.4˚에서 PEBAX 1657 코팅 실시 후 접촉각이 19.6±5.4˚로 친수화 되었으나 PEBAX/Ag 코팅 멤브레인은 입자성 물질에 의한 거칠기 상승으로 인하여 30.2±4.6˚로 높아졌다. 표면에서의 은나노 입자 검출을 위해 실시한 SEM-EDX 결과 PEBAX/Ag 코팅 분리막 위에 미량의 은나노가 검출되었다.
E.coli를 접종한 수투과도 실험을 위하여 스테인리스로 cross-flow cell을 제작하여 직렬로 연결하고, 폴리설폰 NF 분리막, PEBAX 코팅 분리막, PEBAX/Ag 코팅 분리막을 각각 장착하여 운전압력 10kgf/cm2, 온도 25±1도에서 투과실험을 실시하였다. E.coli 접종 후 폴리설폰 NF 분리막의 투과도가 약 90% 감소하였고, PEBAX 코팅 멤브레인은 80%, PEBAX/Ag 코팅 분리막은 60% 감소하였다. 투과저하 속도는 폴리설폰 NF 분리막이 가장 높았으며, PEBAX/Ag 코팅 분리막의 투과저하 속도가 가장 낮았다. 투과도 감소 후 3차 증류수로 flushing을 실시한 결과 PEBAX/Ag 코팅 분리막의 바이오파울링이 거의 모두 세척되었다. 3차 증류수를 이용하여 투과 회복률 분석 결과 폴리설폰 NF 분리막이 23%, PEBAX 코팅 분리막이 47%, PEBAX/Ag 코팅 분리막이 91% 회복하는 것으로 나타났다. 본 실험을 통하여 막 표면의 친수화에 의한 바이오파울링 저감 효과를 관찰하였으며, 친수화를 증진한 막 표면에 항균효과가 있는 은나노 입자를 도입함으로 바이오파울링 저감 효과를 향상 시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
결론
본 발명에서 바이오파울링 저감을 위해 친수성 고분자인 PEBAX 1657을 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막에 코팅하여 막 표면의 친수성을 강화하였으며, 바이오파울링을 근본적으로 제어하기 위하여 PEBAX 1657에 항균성이 있는 은나노 입자를 도입하여 분리막을 제조하였다. SEM, 접촉각 분석을 통하여 PEBAX 1657을 코팅한 분리막의 표면의 친수화 증진을 확인하였으며, 은나노 입자를 도입한 분리막은 입자성 물질에 의한 표면 거칠기 변화에 의하여 PEBAX 1657 코팅 분리막 보다 다소 높은 접촉각을 나타냈으나 폴리설폰(polysulfone) NF 분리막보다는 접촉각이 낮았다. 비록 EDX 분석 결과 1wt% PEBAX/Ag 코팅 분리막에서 미량의 은나노 성분이 분리막 표면에서 측정되었으나 E.coli를 주입한 수투과도 실험을 수행하여 비교 분석한 결과 1wt% PEBAX/Ag 코팅 분리막에서 은나노 입자에 의한 바이오파울링 저감 효과를 뚜렷하게 관찰할 수 있었다.
수투과도 실험 결과 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막의 친수화에 의하여 바이오파울링 저감 효과가 있는 것으로 나타났지만, 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막에 비하여 상대적으로 낮았다. 그리고 3차증류수 플러싱(flushing) 후 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막은 수투과도를 91% 회복하는 반면, 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막은 수투과도를 약 47% 정도만 회복하는 것으로 나타나, 아주 적은 양의 은나노 입자 주입에 의한 우수한 바이오파울링 저감 효과를 확인하였다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명에서 사용된 PEBAX의 화학식 구조
도 2 및 도 3에 분리막 실험장치 구성도 및 사진
도 4는 코팅이 되지 않은 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막(a)과 PEBAX 1657(b)과 PEBAX 1657/Ag(c)이 각각 코팅된 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막의 접촉각 측정을 위한 확대 사진
도 5는 폴리설폰(Polysulfone) NF 분리막에 각각 1wt% PEBAX 1657 코팅 분리막과 1wt% PEBAX 1657/Ag 코팅 분리막의 코팅 전후의 모르폴로지(morpology) 변화 분석을 위하여 SEM 촬영을 실시한 사진
도 6은 PEBAX 1657 코팅에 따른 화학구조의 변화를 분석하기 위하여 FTIR-ATR을 이용하여 측정을 실시한 파형도
도 7은 은나노 복합막 표면의 은나노 성분 검출을 위해 EDX(S-3500N, Hitachi, Japan) 분석결과를 나타낸 도면
도 8은 은나노를 코팅한 분리막의 항균효과를 관찰하기 위한 실험 사진
도 9는 퓨어 워터(pure water), 인공폐수, E.coli를 접종한 유입수의 플럭스(flux)를 수행한 결과를 나타낸 그래프
도 10은 플러싱(Flushing) 이후 분리막 표면 상태를 나타낸 확대 사진
도 11은 E.coli에 의한 수투과도 감소 경향을 분석하기 위하여 표준 수투과도(Normalized flux)를 나타낸 그래프
Claims (10)
- 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법에 있어서,폴리설폰(polysulfone) 고분자로 이루어진 NF 지지막 상에 친수성 고분자를 코팅하여 막 표면의 친수성을 강화함으로써 바이오파울링을 저감시킨 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법은:폴리설폰(polysulfone) 고분자로 이루어진 NF 지지막 상에 항균나노물질이 포함된 친수성 고분자를 코팅하여 막 표면의 항균성을 강화시킴으로써 바이오파울링을 제어하는 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 친수성 고분자는:PEBAX(polyether-polyamide block copolymer)인 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 PEBAX는:폴리에테르(PE)의 함유량(Content)이 60wt%이고, 밀도가 1.14g/㎤를 갖는 PEBAX 1657인 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 PEBAX 1657을 코팅한 후 분리막의 접촉각은 19.6±5.4°인 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 항균나노물질은 은나노 입자인 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 은나노 입자는:용매인 에탄올과 물에 순도 99.99%, 1000ppm의 농도를 가지며, 50nm의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 은나노 입자가 포함된 친수성 고분자를 코팅한 분리막의 접촉각은 30.2±4.6°인 것을 특징으로 하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법에 있어서,(a) PEBAX 1657를 1wt% 농도로 제조하는 단계와;(b) 상기 PEBAX 1657 2g을 에탄올(ethanol) 198g에 넣고, 80℃에서 14시간 동안 녹여 코팅 용액을 제조하는 단계와;(c) 상기 코팅 용액을 스펀지를 이용하여 폴리설폰(polysulfone) NF 막위에 코팅하는 단계; 및(d) 상기 코팅한 분리막을 12시간 동안 상온에서 건조시키고 60℃의 드라이 오븐에서 2시간 동안 건조시키는 단계;를 포함하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
- 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법에 있어서,(a) PEBAX 1657를 1wt% 농도로 제조하는 단계와;(b) 상기 PEBAX 1657 2g을 은나노 용액 198g에 80℃에서 14시간 동안 녹여 코팅 용액을 제조하는 단계와;(c) 상기 코팅 용액을 스펀지를 이용하여 폴리설폰(polysulfone) NF 막위에 코팅하는 단계; 및(d) 상기 코팅한 분리막을 12시간 동안 상온에서 건조시키고 60℃의 드라이 오븐에서 2시간 동안 건조시키는 단계;를 포함하는 저파울링 친수성 수처리 분리막 제조 방법.
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