KR20120128083A - Oil Purification Method and Apparatus with Porous Membrane - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Oil purification method and apparatus using a porous film capable of increasing the lifetime of lubricating oil are provided to filter nanosized components from the lubricating oil. CONSTITUTION: An oil purification apparatus using a porous film comprises the following: the porous layer(1) formed by melting and sintering nanosized metal or metal oxide; and more than one carbon nano structure(2) connected to each other by the melting of the metal or metal oxide. The porous layer includes pores(3). The carbon nano structures are heated to be connected to each other.

Description

다공막을 이용한 오일 정제방법 및 장치{Oil Purification Method and Apparatus with Porous Membrane}Oil Purification Method and Apparatus Using Porous Membrane {Oil Purification Method and Apparatus with Porous Membrane}

본 발명은 탄소나노구조체-금속 또는 금소산화물의 복합체를 이용하여 사용 중인 오일 또는 폐오일을 정제하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus for purifying oil or waste oil in use using a composite of carbon nanostructure-metal or silicon oxide.

최근에 산업이 고도화되면서 고순도의 분리능을 가진 분리막 기술이 매우 중요한 분야로 인식되고 있다. 화학공업, 식품공업, 약품공업, 의료, 생화학 및 환경 분야까지 폭 넓은 분야에서 중요성이 커지고 있다. Recently, as the industry is advanced, membrane technology having high purity resolution is recognized as a very important field. Increasingly important in the chemical, food, pharmaceutical, medical, biochemical and environmental sectors.

오일 분야에서 각종 용도의 오일, 예를 들어 윤활유와 같은 오일을 사용 중 또는 사용 후 여과 재생하여 오일을 장기간 사용하는 환경적, 경제적인 측면이 중요하게 인식되고 있다. In the field of oil, environmental and economic aspects of long-term use of oils by using oils such as oils such as lubricating oils during or after use are filtered.

본 발명의 오일 중 예시적인 오일인 윤활유는 마찰부분의 표면에 있는 요철면에서 높은 압력과 마찰에 의하여 표면이 마모되거나 손상되는 것을 방지하고, 동력의 소비를 적게 하여 기계의 효율을 좋게 하는 역할을 한다. 윤활유의 또 다른 기능은 마찰면에서 발생하는 열을 흡수하여 외부로 보내어 눌러 붙는 것을 방지하고, 접촉면에 집중되는 하중을 분산 완화하며, 두 마찰면 사이에 밀봉작용을 하여 물이나 먼지 등의 침입을 방지하고, 산소 및 물에 의한 윤활면의 부식을 방지하는 역할을 한다.The lubricating oil, which is an exemplary oil of the oil of the present invention, prevents the surface from being worn or damaged by high pressure and friction at the uneven surface of the friction part, and serves to improve the efficiency of the machine by reducing power consumption. do. Another function of lubricating oil is to absorb the heat generated from the friction surface and to send it to the outside to prevent it from sticking, to disperse the load concentrated on the contact surface, and to seal the two friction surfaces to prevent intrusion of water or dust. It serves to prevent corrosion of the lubricating surface by oxygen and water.

이러한 윤활유는 장치 작동 중에 마모된 금속조각과 연소된 탄화물로 윤활유가 오염되어 윤활유의 성능이 떨어지게 된다. 이에 대하여 장치 중에 윤활유를 여과 정제하는 부품을 설치하거나, 일정한 사용 시간이 경과 후에는 새로운 윤활유로 교체가 반드시 필요하게 된다. 또한 교체된 폐윤활유는 재생 과정을 거쳐서 재사용 또는 연료유 등으로 재생되어 사용되기도 한다.These lubricants contaminate the lubricant with worn metal chips and burned carbides during operation of the device, which degrades the performance of the lubricant. On the other hand, it is necessary to install a component for filtering and lubricating oil in the apparatus or to replace it with a new lubricant after a certain time of use has elapsed. In addition, the used waste lubricating oil is recycled or reused as fuel oil through a regeneration process.

이러한 윤활유에서 불순물을 제거하는 방법으로는 원심분리기를 이용하거나 (대한민국 출원특허 제10-2006-7002799호, 유럽공개특허 EP 20040741406), 자력을 이용하여 미세 철분 입자를 제거하거나 (대한민국 출원특허 제10-1999-0049190호), 오일 필터를 이용하여 여과하는 방법 (대한민국 출원특허 제10-1996-040148호, 대한민국 출원특허 제10-2003-0065486호, 대한민국 출원특허 특1990-0014047, 대한민국 출원특허 제10-2000-7014517호, 유럽공개특허 EP 2008066756)이 에 개시되어 있다. 그리고 사용 후에 폐윤활유를 정제하는 방법으로는 화합물을 투입하여 제거하는 방법(대한민국 출원특허 제10-1999-0036078호), 촉매를 이용하는 방법(대한민국 출원번호 제10-2004-0005708호), 스크류를 이용하는 방법(대한민국 실용신안 제20-2005-0003461호, 제20-2005-0003462호)이 개시되어 있다. As a method of removing impurities from the lubricating oil, a centrifugal separator may be used (Korean Patent Application No. 10-2006-7002799, European Patent Publication No. EP 20040741406), or fine iron particles may be removed using a magnetic force (Korean Patent Application No. 10). -1999-0049190), the method of filtration using an oil filter (Korean Patent No. 10-1996-040148, Korean Patent No. 10-2003-0065486, Korean Patent No. 1990-0014047, Korean Patent No. 10-2000-7014517, European Patent Publication No. EP 2008066756, are disclosed in. And after the use of the method for purifying the waste lubricating oil to remove the compound by adding a compound (Korean Patent Application No. 10-1999-0036078), a method using a catalyst (Korean Application No. 10-2004-0005708), screw A method of use (Korean Utility Model Nos. 20-2005-0003461 and 20-2005-0003462) is disclosed.

그러나 이러한 정제 방법은 마이크로 입자는 분리 및 여과 등의 방법으로 제거 가능하지만, 나노 입자는 분리가 되지 않는다는 문제가 있다. 특히 일정 크기 이상의 나노 입자는 윤활유의 성능을 떨어뜨려, 재사용시 큰 장애를 일으킨다. 이러한 나노입자는 윤활유뿐만 아니라 오일 필터의 성능 및 수명을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한 윤활유의 높은 점도로 인하여, 윤활유를 여과 정제하기 위해서는 고온에서 윤활유를 여과하는 것이 필요하다. 하지만 기존의 오일 정제방법은 고분자를 기본 소재로 제조된 오일필터를 사용하기 때문에 고온에서 변형되는 문제가 있다.
However, such a purification method has a problem that the microparticles can be removed by separation and filtration, but nanoparticles are not separated. In particular, nano particles of a certain size or more degrade the performance of the lubricant, causing a major obstacle in reuse. These nanoparticles have a problem of reducing the performance and life of the oil filter as well as the lubricant. In addition, due to the high viscosity of the lubricating oil, it is necessary to filter the lubricating oil at a high temperature in order to filter and refine the lubricating oil. However, the conventional oil refining method has a problem of deformation at high temperature because it uses an oil filter made of a polymer as the base material.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로써 오일을 사용하는 기계에서 사용 중인 오일 또는 폐오일로부터 미세 나노입자를 고온에서도 제거할 수 있는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합 나노다공막을 이용하여 오일을 정제하는 방법 및 정제장치를 제공하는 것이다.
The present invention is to solve the above problems by using a composite nanoporous membrane of carbon nanostructure-metal or metal oxide that can remove the fine nanoparticles from the oil or waste oil used in the machine using the oil even at high temperature It is to provide a method and a refining apparatus for refining oil.

본 발명은 다수의 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 기공을 형성하는 다공막을 사용하여 오일로부터 불순물을 정제하는 단계를 포함하는 오일 정제방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oil refining method comprising the step of purifying impurities from oil using a porous membrane in which a plurality of carbon nanostructure-metal or metal oxide complexes are bonded to each other to form pores.

본 발명은 또한 다수의 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 형성된 기공을 가지고, 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체의 평량은 0.05 mg/cm2 내지 10 mg/cm2인 오일 정제용 다공막에 관한 것이다.The present invention also has a plurality of carbon nanostructures-metal or metal oxide complexes formed by the mutually bonded pores, the basis weight of the carbon nanostructures-metal or metal oxide complex is 0.05 mg / cm 2 to 10 mg / cm 2 It relates to a porous membrane for phosphorus oil purification.

본 발명은 또한 오일이 도입되는 오일 도입관;The present invention also provides an oil introduction tube into which oil is introduced;

상기 오일 도입관으로부터 도입된 오일을 정제하는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 함유하는 다공막을 포함하는 오일 정제부; An oil refining unit including a porous membrane containing a complex of carbon nanostructure-metal or metal oxide for refining the oil introduced from the oil inlet tube;

상기 오일 정제부에서 정제된 오일을 배출하는 오일 배출관; 및An oil discharge pipe for discharging the purified oil from the oil refining unit; And

오일을 가열하는 오일 가열부를 포함하는 오일 정제장치에 관한 것이다.An oil refining apparatus including an oil heating unit for heating oil.

본 발명은 또한 오일 유출구 및 오일 유입구를 가지는 기계;The invention also relates to a machine having an oil outlet and an oil inlet;

상기 오일 유출구와 유체 연결되어 기계로부터 유출되는 오일을 오일 정제부로 도입하는 오일 도입관;An oil introduction pipe fluidly connected to the oil outlet and introducing oil flowing out of the machine into an oil refining unit;

상기 오일 도입관으로부터 도입된 오일을 정제하는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 함유하는 다공막을 포함하는 오일 정제부; 및An oil refining unit including a porous membrane containing a complex of carbon nanostructure-metal or metal oxide for refining the oil introduced from the oil inlet tube; And

상기 오일 유입구와 유체 연결되어 상기 오일 정제부에서 정제된 오일을 기계로 유입시키는 오일 배출관을 포함하는 오일 정제 시스템에 관한 것이다.
It relates to an oil refining system including an oil discharge pipe in fluid communication with the oil inlet for introducing the oil purified in the oil refining unit into the machine.

본 발명에 따른 오일 정제방법 및 장치는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체의 나노다공막을 사용하여 폐오일을 포함한 오일에서 나노 미세 물질을 제거할 수 있는 장점이 있다. The oil refining method and apparatus according to the present invention has an advantage of removing nano fine materials from oil including waste oil using a nanoporous membrane of a composite of carbon nanostructure-metal or metal oxide.

본 발명에 따른 오일 정제방법 및 장치에서 나노다공막은 열 안정성이 우수하며, 예를 들어 자동차용, 선박용, 절연용, 기어용 또는 터빈용 등에 사용될 수 있는 다양한 오일을 기계 장치의 사용 중에 정제 가능하며, 일정시간 사용 후의 폐 오일도 고온에서 재생이 가능한 장점이 있다. In the oil refining method and apparatus according to the present invention, the nanoporous membrane has excellent thermal stability, and for example, various oils that can be used in automobiles, ships, insulation, gears or turbines can be purified during the use of mechanical devices. In addition, the waste oil after a certain time of use has the advantage that can be regenerated at a high temperature.

또한, 본 발명에 따른 오일 정제방법 및 장치는 윤활유에서 나노 미세 물질을 여과하여 윤활유의 사용수명을 은 높이는데 효과적이여 환경 친화적인 오일 정제방법 및 장치로 사용될 수 있다.
In addition, the oil refining method and apparatus according to the present invention is effective to increase the service life of the lubricating oil by filtering the nano-fine material in the lubricating oil can be used as an environmentally friendly oil refining method and apparatus.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다공막의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 폐 오일 정제 장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 정제 시스템을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오일 정제 시스템을 도시한 개략도이다.
도 5는 제조예 1에서 제조된 탄소나노튜브-은 복합체의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 6은 제조예 2에서 제조된 탄소나노튜브-니켈 복합체의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 7은 제조예 3에서 제조된 오일 필터의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 8은 정제 전 폐윤활유의 입도 분석 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따라 오일 필터로 정제한 폐윤활유의 입도 분석 결과를 도시한 도면이다.
1 is a conceptual diagram showing the structure of a porous membrane according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a waste oil purification apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram illustrating an oil refining system according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating an oil refining system according to another embodiment of the present invention.
5 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the carbon nanotube-silver composite prepared in Preparation Example 1. FIG.
6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the carbon nanotube-nickel composite prepared in Preparation Example 2. FIG.
7 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the oil filter prepared in Preparation Example 3. FIG.
8 is a view showing the particle size analysis results of the waste lubricating oil before purification.
9 is a view showing the particle size analysis results of the waste lubricating oil purified by the oil filter according to Example 1 of the present invention.

본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 연구를 거듭한 결과, 전문이 본 명세서에 참조되는 대한민국 출원특허 제10-2009-0026356호에 따른 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체의 나노다공막이 오일에서 나노 미세입자를 제거할 수 있음을 발견하였다.In order to achieve the above object, the present inventors have conducted research, and as a result, the nanoporous membrane of the composite of carbon nanostructure-metal or metal oxide according to Korean Patent Application No. 10-2009-0026356, which is hereby incorporated by reference in its entirety. It was found that nano microparticles could be removed from this oil.

이하 본 발명의 오일 정제용 다공막, 오일 정제방법 및 장치 등을 상세히 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the porous membrane for oil refining, the oil refining method and apparatus of the present invention will be described in detail. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 발명에서 사용한 용어, “탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체”는 탄소나노구조체의 표면에 2 이상의 금속 또는 금속산화물이 균일하게 분산되어 있는 복합체를 의미한다. As used herein, the term “composite of carbon nanostructure-metal or metal oxide” refers to a composite in which two or more metals or metal oxides are uniformly dispersed on the surface of the carbon nanostructure.

본 발명에서 사용한 용어, “균일한 분산”이란 반드시 수학적으로 균일한 것을 의미하지 않는다. 즉, 다수의 금속 또는 금속산화물이 반드시 동일한 간격으로 탄소나노구조체 표면에 형성되어 있는 것을 의미하지는 않으며, 랜덤(random)하게 분산되어 있는 경우를 포함한다.As used herein, the term “uniform dispersion” does not necessarily mean mathematically uniform. That is, it does not necessarily mean that a plurality of metals or metal oxides are formed on the surface of the carbon nanostructure at the same interval, and include a case where they are randomly dispersed.

본 발명에서 사용한 용어, “다공막”이란 다수의 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 다수의 기공을 형성한 막(membrane) 또는 필터(filter)를 의미한다. 상기 다공막은 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체 외에 필요에 따라 추가의 요소, 예를 들어 마그네타이트 등을 포함할 수 있고, 추가의 유기 관능기, 예를 들어 친수성 또는 소수성 관능기로 수식될 수 있다. 나노다공막은 기공의 크기가 수 내지 수백 nm인 상기 다공막을 의미한다. As used herein, the term “porous membrane” refers to a membrane or a filter in which a plurality of complexes of the carbon nanostructure-metal or metal oxide are bonded to each other to form a plurality of pores. The porous membrane may include additional elements, for example magnetite, etc. as needed in addition to the composite of carbon nanostructure-metal or metal oxide, and may be modified with additional organic functional groups such as hydrophilic or hydrophobic functional groups. . Nanoporous membrane refers to the porous membrane having a pore size of several to several hundred nm.

본 발명에서 사용한 용어, “정제”란 외부 물질 또는 오염 물질을 제거하여 원료로부터 제거하여 원료를 순도를 높이는 모든 공정을 의미한다. 정제는, 예를 들어 특정 물질을 물리적으로 차단하고, 다른 물질은 통과시키는 여과를 포함한다. 또한 정제는, 예를 들어 특정 물질을 물리적 또는 화학적으로 흡착하여 분리하는 흡착을 포함한다.As used herein, the term "refining" refers to any process of increasing the purity of raw materials by removing foreign substances or contaminants from raw materials. Purification includes, for example, filtration that physically blocks certain materials and allows other materials to pass through. Purification also includes adsorption, for example, by physically or chemically adsorbing and separating a particular substance.

본 발명에서 사용한 용어, “오일”은 실온에서 액상이고, 물과 혼합되지 않으나, 다른 오일 또는 유기 용매와는 혼합될 수 있는 물질을 의미한다. 오일은 예를 들어 식물성 오일(vegetable oil), 정유(essential oil), 석유화학 오일(petrochemical oil), 및 합성 오일(synthetic oil)을 포함한다. 예를 들어 오일은 기계의 마찰면에 생기는 마찰력을 줄이거나, 마찰면에서 발생하는 마찰열을 분산시킬 목적으로 사용하는 윤활유를 포함한다.As used herein, the term “oil” refers to a substance that is liquid at room temperature and is not mixed with water but can be mixed with other oils or organic solvents. Oils include, for example, vegetable oils, essential oils, petrochemical oils, and synthetic oils. For example, the oil includes lubricating oil which is used for the purpose of reducing frictional force generated on the friction surface of the machine or dispersing frictional heat generated in the friction surface.

본 발명에 사용된 용어, “불순물”은 오일에 포함되어 있고, 정제가 필요한 오일 외의 성분을 의미한다. 특히 불순물은 20 nm 이상의 크기를 가지는 미세 입자, 예를 들어 철분 입자, 탄소 침전물을 포함한다.As used herein, the term “impurity” refers to components other than oil that are included in the oil and require purification. In particular, the impurities include fine particles having a size of 20 nm or more, for example iron particles, carbon precipitates.

상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 다수의 기공을 형성한 막(membrane) 또는 필터(filter)를 의미한다.  It refers to a membrane or a filter in which the carbon nanostructure-composite of metal or metal oxide are bonded to each other to form a plurality of pores.

본 발명은 다수의 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 기공을 형성하는 다공막을 사용하여 오일로부터 불순물을 정제하는 단계를 포함하는 오일 정제방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oil refining method comprising the step of purifying impurities from oil using a porous membrane in which a plurality of carbon nanostructure-metal or metal oxide complexes are bonded to each other to form pores.

도 1을 참조하면, 다공막에서 금속 또는 금속산화물(1)은 나노 크기의 금속 또는 금속산화물(1)이 용융 또는 소결된 것이다. 따라서, 상기 용융 또는 소결된 다수의 금속 또는 금속산화물(1)에 의해 하나 이상의 탄소나노구조체(2)가 서로 연결된 망상구조의 다공막은 기공(3)을 가진다. 즉, 표면상에 균일하게 분산되고, 소정의 크기를 가지는 다수의 금속 또는 금속산화물(1)을 가지는 탄소나노구조체들(2)을 가열하면 하나의 탄소나노구조체(2) 상에 형성된 다수의 금속 또는 금속산화물(1) 중 일부 또는 전부가 용융되어 주변의 다른 탄소나노구조체(2)를 연결시킨다. 상기 다공막은 단일막 형태 또는 지지체 상에 지지된 복합막 형태일 수 있다. 복합막 형태의 경우 대한민국 출원특허 제10-2009-0026356호에 개시된 바와 같이 예를 들어 HEPA 필터, ULPA 필터, 유리섬유필터, 유리분말 소결 필터, 고분자 부직포 필터, 테프론 분리막 필터, 금속 분말 소결 필터, 또는 금속 와이어 직조 필터, 세라믹 필터 등과 같은 지지체 상에 형성될 수 있다. 단일막은 예를 들어 상기 금속 또는 금속 산화물의 용융 온도 이하의 온도에서 연소되거나 알칼리용액에 의해 분해되는 소재의 지지체를 선택하는 경우, 지지체가 금속 또는 금속 산화물의 용융 온도에서 연소되거나 알칼리 용액에서 분해되어 얻을 수 있다. Referring to FIG. 1, the metal or metal oxide 1 in the porous membrane is obtained by melting or sintering a nano-sized metal or metal oxide 1. Therefore, the porous membrane of the network structure in which one or more carbon nanostructures 2 are connected to each other by the molten or sintered metal or metal oxide 1 has pores 3. That is, when the carbon nanostructures 2 are uniformly dispersed on the surface and have a plurality of metals or metal oxides 1 having a predetermined size, a plurality of metals formed on one carbon nanostructure 2 are heated. Or some or all of the metal oxide (1) is melted to connect the other carbon nanostructures (2). The porous membrane may be in the form of a single membrane or a composite membrane supported on a support. In the case of the composite membrane form, for example, HEPA filter, ULPA filter, glass fiber filter, glass powder sintered filter, polymer nonwoven fabric filter, Teflon membrane filter, metal powder sintered filter, as disclosed in Korean Patent Application No. 10-2009-0026356, Or on a support such as a metal wire woven filter, ceramic filter, or the like. A single film is selected, for example, when a support of a material is burned at a temperature below the melting temperature of the metal or metal oxide or decomposed by an alkaline solution, and the support is burned at a melting temperature of the metal or metal oxide or decomposed in an alkaline solution. You can get it.

본 발명에 따른 나노다공막은 상기 탄소나노구조체 사이로 기공을 가지며, 상기 기공의 크기는 예를 들어 10 nm 내지 500 nm, 50 nm 내지 300 nm, 예를 들어, 30 nm 내지 80 nm일 수 있다. 상기 수치 범위 내의 기공을 가지는 경우 정제하여야 할 불순물을 고효율로 정제할 수 있다. 기공의 크기가 상기 범위보다 작은 경우는 유체의 흐름성이 떨어지고, 기공 크기가 너무 큰 경우에는 나노입자를 여과할 수 없다. 상기 나노다공막의 기공크기는 탄소나노구조체의 크기 또는 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속 산화물의 복합체의 양에 따른 나노다공막 두께로 제어할 수 있다. 상세하게는, 상기 탄소나노구조체의 종류에 따라 탄소나노구조체의 크기, 예를 들어 직경이 달라 탄소나노구조체의 종류로 기공의 크기를 제어할 수 있으며, 또한 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속 산화물의 복합체의 양에 따른 나노다공막 두께에 의해 기공의 크기를 제어할 수 있다. 사용하는 금속 및 탄소나노구조체의 종류에 따라 변경될 수 있으나, 하나의 예로서, 본 발명에 따른 다공막은 다수의 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 형성된 기공을 가지고, 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체의 평량은 0.05 mg/cm2 내지 10 mg/cm2, 예를 들어 0.1 mg/cm2 내지 10 mg/cm2, 예를 들어 0.5 mg/cm2 내지 3 mg/cm2, 예를 들어, 0.7 mg/cm2 내지 1.5 mg/cm2로 형성할 수 있다. 복합체의 양이 지나치게 작은 경우에는 다공막 형성이 용이하지 않거나 기공의 크기기 너무 커질 수 있고, 반대로 복합체의 양이 너무 많은 경우에는 기공의 크기가 너무 작거나 오일의 흐름성이 떨어질 수 있다.Nanoporous membrane according to the present invention has pores between the carbon nanostructures, the pore size may be, for example, 10 nm to 500 nm, 50 nm to 300 nm, for example, 30 nm to 80 nm. If there are pores within the above numerical range, impurities to be purified can be purified with high efficiency. If the pore size is smaller than the above range, the fluidity is poor, and if the pore size is too large, nanoparticles cannot be filtered. The pore size of the nanoporous membrane may be controlled by the nanoporous membrane thickness depending on the size of the carbon nanostructure or the amount of the composite of the carbon nanostructure-metal or metal oxide. Specifically, the size of the carbon nanostructure, for example, the diameter of the carbon nanostructure according to the type of the carbon nanostructure can be controlled by the type of carbon nanostructure, the size of the pores, and also the carbon nanostructure of the metal or metal oxide The pore size may be controlled by the thickness of the nanoporous membrane according to the amount of the composite. It can be changed according to the type of metal and carbon nanostructures used, but as an example, the porous membrane according to the present invention has pores formed by combining a plurality of carbon nanostructures-metal or metal oxide composites, The basis weight of the composite of carbon nanostructure-metal or metal oxide is 0.05 mg / cm 2 to 10 mg / cm 2 , for example 0.1 mg / cm 2 to 10 mg / cm 2 , for example 0.5 mg / cm 2 to 3 mg / cm 2 , for example, from 0.7 mg / cm 2 to 1.5 mg / cm 2 . When the amount of the composite is too small, the formation of the porous membrane may not be easy or the size of the pores may be too large. On the contrary, when the amount of the composite is too large, the size of the pores may be too small or the flowability of the oil may be poor.

상기 탄소나노구조체는 단일벽 탄소나노튜브(single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소나노튜브(double wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube), 탄소나노혼(carbon nano horn), 탄소나노섬유(carbon nano fiber), 그래핀 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. The carbon nanostructures include single wall carbon nanotubes, double wall carbon nanotubes, multi wall carbon nanotubes, carbon nano horns, and carbon. Carbon nano fiber, graphene or a mixture thereof.

예를 들어, 상기 나노다공막이 10 nm 내지 500 nm의 기공 크기를 갖기 위해, 상기 탄소나노구조체는 단일벽 탄소나노튜브(single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소나노튜브(double wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube) 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. For example, in order for the nanoporous membrane to have a pore size of 10 nm to 500 nm, the carbon nanostructures may include single wall carbon nanotubes, double wall carbon nanotubes, and multiplexes. It may be selected from multi wall carbon nanotubes or mixtures thereof.

상기 금속 또는 금속산화물에서, 금속은 Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Hf, Ir, Pt, Tl, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속은 예를 들어 Ag, Ni, Cu, Co, Sn 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.In the metal or metal oxide, the metal is Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Ru , Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Hf, Ir, Pt, Tl, Pb and Bi or It may comprise two or more metals. The metal may comprise, for example, Ag, Ni, Cu, Co, Sn or mixtures thereof.

사용하는 금속 및 탄소나노구조체의 종류에 따라 변경될 수 있으나, 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체는 5 내지 70 중량%의 금속 또는 금속산화물을 함유하며, 30 내지 95 중량%의 탄소나노구조체를 포함할 수 있다. 금속 또는 금속산화물의 함량이 5 중량%보다 적으면 금속 또는 금속산화물의 용융 또는 소결에 의해 상기 탄소나노구조체를 망상구조로 연결하기 어려우며, 분리막 지지체와 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체와의 안정적 결합이 이루어지지 않을 위험이 있으며, 70 중량%를 넘으면 나노다공막의 기공을 금속이 막기 때문에 오일의 흐름이 원활하지 않는 문제점이 있다.Although it may be changed depending on the type of metal and carbon nano structure used, the composite of carbon nano structure-metal or metal oxide contains 5 to 70% by weight of metal or metal oxide, and 30 to 95% by weight of carbon nano It can contain a structure. When the content of the metal or metal oxide is less than 5% by weight, it is difficult to connect the carbon nanostructure into a network by melting or sintering the metal or metal oxide, and the membrane support and the composite of the carbon nanostructure-metal or metal oxide There is a risk that a stable bond is not made, and if it exceeds 70% by weight, there is a problem that the flow of oil is not smooth because the metal blocks pores of the nanoporous membrane.

상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체에 있어서, 상기 탄소나노구조체 및 금속은 각각 수 nm 내지 수백 nm의 크기를 가질 수 있으며, 보다 구체적으로 1 nm 내지 500 nm의 나노 금속 입자와 탄소나노구조체를 가질 수 있다. In the carbon nanostructure-metal or metal oxide composite, the carbon nanostructure and the metal may each have a size of several nm to several hundred nm, and more specifically, the nano metal particles and the carbon nanostructure of 1 nm to 500 nm. It can have

상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체는 환원성 용매에 분산시킨 탄소나노구조체의 분산액과 금속 전구체를 혼합하고 열처리하여 제조할 수 있다. 상기 환원성 용매는 예를 들어, 다가알코올, 글리콜에테르류 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 상기 분산액은 안정제를 더 포함할 수 있다. 상기 복합체는, 예를 들어, 대한민국 출원특허 제10-2009-0026356호에 기재된 방법으로 제조할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The complex of carbon nanostructure-metal or metal oxide may be prepared by mixing and heat treating a dispersion of a carbon nanostructure and a metal precursor dispersed in a reducing solvent. The reducing solvent may be selected from, for example, polyhydric alcohols, glycol ethers, or mixtures thereof. The dispersion may further comprise a stabilizer. The complex may be prepared by, for example, the method described in Korean Patent Application No. 10-2009-0026356, but is not limited thereto.

이에 따라 제조된 탄소구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체는 금속 또는 금속산화물 전구체의 환원에 의해 형성된 1 nm 내지 500 nm의 구형 금속 입자가 탄소나노구조체에 결합 또는 혼합된 구조를 갖게 된다. The carbon structure-metal or metal oxide composite thus prepared has a structure in which spherical metal particles of 1 nm to 500 nm formed by reduction of a metal or metal oxide precursor are bonded or mixed to the carbon nanostructure.

나노다공막은 상술한 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 사용하여 제조된다. 예를 들어 상기 나노다공막은 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 지지체에 코팅한 후, 이를 열처리하여 상기 금속 또는 금속산화물이 탄소나노구조체를 망상구조를 연결하여 제조된다.The nanoporous membrane is prepared using the above-described composite of carbon nanostructure-metal or metal oxide. For example, the nanoporous membrane is prepared by coating the carbon nanostructure-composite of a metal or metal oxide on a support and then heat-treating the metal or metal oxide to connect the carbon nanostructure to a network structure.

상기 나노다공막 제조에서 열처리는 100 내지 700℃, 예를 들어 100 내지 500℃의 저온에서 3 내지 10 시간 수행함으로써 금속을 용융 또는 소결하여 망상구조를 만들 수 있다. 상기 열처리는 일반적인 저온 오븐에서 열처리하거나, 열로울러를 통과시키는 방법, 또는 고온의 전기로에서 열처리하는 방법, 적외선 램프를 이용하여 열처리하는 방법 등을 예로 들 수 있다. 상기 금속이 은일 경우 예를 들어 100 내지 300℃의 극히 저온 열처리에 의해 나노다공막의 제조가 가능하다. In the nanoporous membrane production, the heat treatment may be performed at a low temperature of 100 to 700 ° C., for example, 100 to 500 ° C. for 3 to 10 hours to melt or sinter the metal to form a network structure. The heat treatment may be, for example, a heat treatment in a general low temperature oven, a method of passing a heat roller, a heat treatment in a high temperature electric furnace, a heat treatment using an infrared lamp, and the like. When the metal is silver, for example, nanoporous membranes may be manufactured by extremely low temperature heat treatment at 100 to 300 ° C.

상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체의 상기 금속의 크기가 나노단위이기 때문에 통상의 크기의 금속에 비하여 금속의 용융점이 낮아진다. 이 때문에 비교적 저온에서 열처리 하여도, 상기 금속이 용융 또는 소결되어 망상 구조의 탄소나노구조체-금속 복합체가 서로 연결됨으로 탄소나노구조체-금속의 복합 나노다공막이 제조된다. 상기 다공막은, 예를 들어, 대한민국 출원특허 제10-2009-0026356호에 기재된 방법으로 제조할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.Since the size of the metal of the carbon nanostructure-metal or metal oxide composite is nano units, the melting point of the metal is lower than that of the metal of the normal size. For this reason, even when heat-treated at a relatively low temperature, the carbon nanostructure-metal composite of the network structure is connected to each other by melting or sintering the metal to prepare a composite nanoporous membrane of carbon nanostructure-metal. The porous membrane may be prepared by, for example, the method described in Korean Patent Application No. 10-2009-0026356, but is not limited thereto.

본 발명에서 오일 정제방법에 있어서, 정제 단계의 오일 온도는 예를 들어 50℃ 이상이고, 오일의 열적 변성 온도 미만일 수 있다. 오일의 열적 변성 온도는 오일의 종류에 따라 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어 오일은 일반적으로 200℃, 300℃ 또는 400℃ 이상에서 열적으로 변성될 수 있다. 일반적으로 오일의 점도는 물보다는 높으며, 이로 인하여 필터링시에 유량이 충분하지 않은 단점이 있었다. 자동차 윤활유의 경우에 상온에서 점도가 300 cP 내지 1,500 cP이며, 영하 40℃에서는 60,000 cP까지 낮은 점도를 나타낸다. 이러한 낮은 점도에서는 오일을 필터링하는데 유량이 낮을 수밖에 없고, 특히 나노기공의 나노다공막의 경우에는 유량이 너무 낮아 정제가 되지 않는다. 그러므로 윤활유를 원활하게 정제하기 위해서는 윤활유를 가열하여 윤활유의 높은 점도를 낮추는 것이 필요하다. 하지만 기존의 오일 정제방법은 고분자를 기본 소재로 제조된 오일필터를 사용하기 때문에 고온에서 변형되는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에 사용되는 나노다공막은 구성 성분이 탄소와 금속으로 이루어져, 높은 온도에서 정제를 하여도 문제가 없다. 본 발명에 따른 오일 정제방법은 기존 필터에 비하여 상대적으로 고온에서 정제할 수 있다. 정제온도가 50℃ 보다 낮으면 유량이 너무 낮아 정제 효율이 낮은 단점이 있고, 정제하려는 오일의 열적 변성 온도 보다 높으면 오일이 변질되는 단점이 있다. In the oil refining method of the present invention, the oil temperature of the refining step may be, for example, 50 ° C. or higher and less than the thermal denaturation temperature of the oil. The thermal denaturation temperature of the oil is known in the art depending on the type of oil, for example the oil may generally be thermally denatured at 200 ° C, 300 ° C or 400 ° C or higher. In general, the viscosity of the oil is higher than water, and this has the disadvantage that the flow rate is not sufficient when filtering. In the case of automotive lubricating oil, the viscosity is 300 cP to 1,500 cP at room temperature, and the viscosity is low to 60,000 cP at -40 ° C. At this low viscosity, the flow rate is inevitably low to filter the oil, and especially in the case of nanoporous nanoporous membranes, the flow rate is too low to be purified. Therefore, in order to smoothly purify the lubricating oil, it is necessary to lower the high viscosity of the lubricating oil by heating the lubricating oil. However, the conventional oil refining method has a problem of deformation at high temperature because the oil filter is made of a polymer as the base material. However, the nanoporous membrane used in the present invention is composed of carbon and metal components, and there is no problem even if the purification at a high temperature. Oil refining method according to the invention can be purified at a relatively high temperature compared to the existing filter. If the refining temperature is lower than 50 ℃ flow rate is too low has a disadvantage of low purification efficiency, if higher than the thermal modification temperature of the oil to be purified has the disadvantage that the oil is deteriorated.

또한 본 발명에서 오일 정제방법에 있어서, 정제 단계의 오일 점도는 예를 들어 1 cP 내지 300 cP일 수 있다. 150℃에서 윤활유의 점도는 일반적으로 2 내지 10 cP로 알려져 있기 때문에 오일정제 온도를 예를 들어 70℃ 내지 200℃, 예를 들어 100℃ 내지 150℃로 제어할 수 있다. 정제 온도에서 오일의 점도를 1 cP 이하로 낮추려면 온도를 아주 고온으로 하여야 하는데, 이 경우 오일이 변질되는 단점이 있고, 300 cP 이상에서는 유량이 너무 낮은 단점이 있다. 상기 나노다공막을 이용한 오일 필터는 오일의 사용 중 또는 사용 후에 정제하는데, 윤활유의 경우 높은 점성으로 인하여 고온에서 정제하는 것이 효과적인데, 나노다공막은 탄소와 금속으로 소재가 구성되어 있어, 50℃ 내지 300℃의 고온에서 정제가 가능한 장점을 가진다. In the oil refining method of the present invention, the oil viscosity of the refining step may be, for example, 1 cP to 300 cP. Since the viscosity of the lubricating oil at 150 ° C. is generally known as 2 to 10 cP, the oil refining temperature can be controlled, for example, from 70 ° C. to 200 ° C., for example from 100 ° C. to 150 ° C. In order to lower the viscosity of the oil to 1 cP or less at the refining temperature, the temperature must be very high. In this case, the oil is deteriorated, and the flow rate is too low at 300 cP or higher. The oil filter using the nanoporous membrane is purified during or after the use of oil. In the case of lubricating oil, it is effective to purify at a high temperature due to the high viscosity. The nanoporous membrane is composed of carbon and metal, and thus, 50 ° C. to Purification is possible at a high temperature of 300 ℃.

본 발명의 오일 정제방법은 자동차용, 선박용, 절연용, 기어용, 터빈용, 냉동기용, 베어링용, 자동변속기용, 압축기용, 절삭용 또는 열매체용 오일을 정제하는데 사용될 수 있으며, 자동차, 선박, 절연장치, 기어장치, 터빈장치, 냉동기, 자동변속기 또는 압축기 등에 장착되어 사용 중에 오일을 정제하는 방법으로 사용될 수 있고, 동일 용도로 사용된 폐오일을 재생하는 방법으로 사용될 수 있다.The oil refining method of the present invention can be used to purify oils for automobiles, ships, insulation, gears, turbines, freezers, bearings, automatic transmissions, compressors, cutting or heat medium. It can be used as a method of refining oil during use, mounted on an insulation device, gear device, turbine device, refrigerator, automatic transmission or compressor, etc., and can be used as a method of regenerating waste oil used for the same purpose.

또한 상기 오일은 특별히 제한되는 것은 아니나 윤활유를 포함한다. 상기 윤활유는 시계?계측기용와 같은 정밀기계유; 방적기계의 고속회전부에 쓰이는 스핀들용과 같은 스핀들유; 모터?발전기용과 같은 다이너모유; 일반 기계의 베어링용과 같은 기계유; 증기 터빈용과 같은 터빈유; 기체 압축기의 실린더용과 같은 컴프레서유; 모빌유라고도 하며 자동차 엔진 윤활용과 같은 모터유; 항공기 피스톤 엔진용과 같은 항공윤활유; 가스엔진용으로 인화점이 높은 저속?고속 디젤엔진과 같은 디젤엔진유; 기름 중에 바닷물이 들어갈 우려가 있는 선박용 기관의 고하중을 견디는 고점도윤활유와 같은 머린엔진유; 전차 등 큰 하중하에서 충격을 견디어 내는 유성이 뛰어난 고점도윤활유와 같은 차축유; 또는 증기기관 내부용으로 가장 고점도인 실린더유를 포함한다. 윤활유는 또한 이 밖에 강(鋼)의 담금유?금속 절삭유?금속 방청유?변압기유 등도 포함한다.In addition, the oil is not particularly limited and includes lubricating oil. The lubricating oil may be a precision machine oil such as a watch or a measuring instrument; Spindle oil, such as for spindles used in high speed rotating parts of spinning machines; Dynamo milk, such as for motors and generators; Machine oils, such as for bearings of general machinery; Turbine oils, such as for steam turbines; Compressor oils, such as for cylinders in gas compressors; Motor oils, also referred to as mobile oils, for automotive engine lubrication; Aviation lubricants, such as for aircraft piston engines; Diesel engine oils such as low speed and high speed diesel engines having a high flash point for gas engines; Marine engine oils such as high viscosity lubricating oils that withstand the high loads of marine engines, where seawater may enter the oil; Axle oils such as high viscosity lubricating oil having excellent oil resistance to withstand impacts under heavy loads such as tanks; Or cylinder oil having the highest viscosity for internal use of the steam engine. Lubricants also include steel immersion oil, metal cutting oil, metal rust preventive oil and transformer base oil.

본 발명에 있어서, 오일로부터 분리되는 불순물은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 20 nm 이상, 50 nm 이상, 80 nm 이상, 300 nm 이상, 또는 500 nm 이상의 크기를 가지는 미세 입자, 예를 들어 철분 입자, 또는 탄소 침전물을 포함한다. 상기 미세입자는 예를 들어 30 nm 내지 80 nm, 50 nm 내지 300 nm, 또는 100 nm 내지 500 nm의 크기를 가질 수 있다. In the present invention, the impurities separated from the oil are not particularly limited, but for example, fine particles having a size of at least 20 nm, at least 50 nm, at least 80 nm, at least 300 nm, or at least 500 nm, for example, iron powder. Particles, or carbon precipitates. The microparticles can have a size of, for example, 30 nm to 80 nm, 50 nm to 300 nm, or 100 nm to 500 nm.

본 발명은 또한 상기 다공막을 포함하고, 사용된 폐오일을 정제하여 재생하거나 고온의 환경 중에서 사용되는 오일을 순환하여 정제하는 오일 정제 장치 및 시스템에 관한 것이다. The present invention also relates to an oil refining apparatus and system comprising the porous membrane and recirculating and refining the used waste oil or circulating and refining the oil used in a high temperature environment.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 정제 장치는 사용된 폐오일을 정제하여 재생하는 장치이다. 도 2를 참조하면, 상기 장치는 오일이 도입되는 오일 도입관(21); 상기 오일 도입관으로부터 도입된 오일을 정제하는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 함유하는 다공막을 포함하는 오일 정제부(20); 상기 오일 정제부에서 정제된 오일을 배출하는 오일 배출관(22); 및 오일을 가열하는 오일 가열부(30)를 포함한다. 도 2는 오일 도입관(21)에 오일 가열부(30)가 형성된 구조이다. 필요에 따라서는, 오일 가열부(30)는 오일 정제부(20)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 오일 도입관(21)과 오일 정제부(20)에 각각 오일 가열부(30)가 형성된 구조일 수 있다. Oil refining device according to an embodiment of the present invention is a device for refining and recycling the waste oil used. 2, the apparatus includes an oil introduction pipe 21 into which oil is introduced; An oil refining unit 20 including a porous membrane containing a complex of carbon nanostructure-metal or metal oxide for refining the oil introduced from the oil inlet tube; An oil discharge pipe 22 for discharging the refined oil from the oil refining unit; And an oil heating unit 30 for heating the oil. 2 is a structure in which the oil heating part 30 is formed in the oil inlet pipe 21. If necessary, the oil heating unit 30 may be formed in the oil purification unit 20. For example, the oil inlet pipe 21 and the oil refining unit 20 may have a structure in which the oil heating unit 30 is formed.

상기 다공막은 금속 또는 금속산화물이 탄소나노구조체를 연결시켜 망상구조를 가질 수 있고, 다공막의 기공 크기는 예를 들어 10 nm 내지 500 nm일 수 있다. 상기 다공막에 대한 구체적인 설명은 상술한 바와 같다. 상기 다공막을 포함하는 오일 정제부의 구성은 당업자가 임의로 선택할 수 있으며, 예를 들어 상기 다공막은 평막 또는 중공사막 등의 형태로 오일 정제부에 장착될 수 있다.The porous membrane may have a network structure in which metals or metal oxides connect carbon nanostructures, and the pore size of the porous membrane may be, for example, 10 nm to 500 nm. A detailed description of the porous membrane is as described above. The structure of the oil refining unit including the porous membrane may be arbitrarily selected by those skilled in the art. For example, the porous membrane may be mounted to the oil refining unit in the form of a flat membrane or a hollow fiber membrane.

오일 가열부(30)는 폐 오일의 온도를 높여 정제의 효율을 높이기 위한 것이다. 정제되는 오일 온도는 예를 들어 50℃ 이상이고, 오일의 열적 변성 온도 미만일 수 있다. 구체적인 오일 온도 및 이에 따른 적절한 점도에 대한 설명은 상술한 바와 같다. 상기 오일 가열부(30)는 정제 단계의 오일의 온도를 상기 범위로 제어할 수 있다면, 특별히 제한되지 않으나, 오일 도입관(21) 및 오일 정제부(20) 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다. 또한 상기 오일 가열부는 오일 가열 수단, 온도 측정 및 제어 수단 등을 포함할 수 있으며, 각각의 구성은 당업자가 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있다.Oil heating unit 30 is to increase the temperature of the waste oil to increase the efficiency of the refining. The oil temperature to be purified is, for example, 50 ° C. or higher and may be below the thermal denaturation temperature of the oil. The description of the specific oil temperature and thus the appropriate viscosity is as described above. The oil heating unit 30 is not particularly limited as long as it can control the temperature of the oil in the refining step, but may be formed in any one or more of the oil introduction pipe 21 and the oil refining unit 20. . In addition, the oil heating unit may include an oil heating means, a temperature measuring and control means, and the like, and each configuration may be appropriately selected by those skilled in the art as needed.

또한 상기 오일 정제 장치는 배출되는 오일의 온도를 냉각시키는 오일 냉각부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 배출되는 오일을 상온에서 냉각시켜도 무방하다. 그러나 정제되어 재생되는 오일을 용기에 담아 포장하는 등의 후속 공정 등이 있는 경우, 공정의 효율성 및 안정성 등을 고려하여 가열된 오일을 냉각하는 오일 냉가부를 추가로 포함할 수 있다. 또한 상기 오일 냉각부는 오일 냉각 수단, 온도 측정 및 제어 수단 등을 포함할 수 있으며, 각각의 구성은 당업자가 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있다.In addition, the oil refining apparatus may further include an oil cooling unit (not shown) for cooling the temperature of the discharged oil. The discharged oil may be cooled at room temperature. However, if there is a subsequent process, such as packing the oil to be purified and regenerated in a container, it may further include an oil cooling unit for cooling the heated oil in consideration of the efficiency and stability of the process. In addition, the oil cooling unit may include an oil cooling unit, a temperature measuring and control unit, and the like, and each configuration may be appropriately selected by those skilled in the art as needed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 정제 시스템은 고온의 환경 중에서 사용되는 오일을 순환하여 정제하는 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 시스템은 오일 유출구 및 오일 유입구를 가지는 기계(10); 상기 오일 유출구와 유체 연결되어 기계로부터 유출되는 오일을 오일 정제부로 도입하는 오일 도입관(21); 상기 오일 도입관으로부터 도입된 오일을 정제하는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 함유하는 다공막을 포함하는 오일 정제부(20); 및 상기 오일 유입구와 유체 연결되어 상기 오일 정제부에서 정제된 오일을 기계로 유입시키는 오일 배출관(22)을 포함한다. 필요에 따라서는, 오일 정제부(20)에는 별도의 오일 가열부(미도시)가 형성된 구조일 수 있다.Oil refining system according to another embodiment of the present invention is to circulate and refine the oil used in a high temperature environment. 3 and 4, the system includes a machine 10 having an oil outlet and an oil inlet; An oil inlet pipe 21 fluidly connected to the oil outlet and introducing oil flowing out of the machine into an oil refining unit; An oil refining unit 20 including a porous membrane containing a complex of carbon nanostructure-metal or metal oxide for refining the oil introduced from the oil inlet tube; And an oil discharge pipe 22 fluidly connected to the oil inlet to introduce the oil refined in the oil refining unit into the machine. If necessary, the oil refining unit 20 may have a structure in which a separate oil heating unit (not shown) is formed.

상기 다공막은 금속 또는 금속산화물이 탄소나노구조체를 연결시켜 망상구조를 가질 수 있고, 다공막의 기공 크기는 예를 들어 10 nm 내지 500 nm일 수 있다. 상기 다공막에 대한 구체적인 설명은 상술한 바와 같다. 상기 다공막을 포함하는 오일 정제부의 구성은 당업자가 임의로 선택할 수 있으며, 예를 들어 상기 다공막은 평막 또는 중공사막 등의 형태로 오일 정제부에 장착될 수 있다.The porous membrane may have a network structure in which metals or metal oxides connect carbon nanostructures, and the pore size of the porous membrane may be, for example, 10 nm to 500 nm. A detailed description of the porous membrane is as described above. The structure of the oil refining unit including the porous membrane may be arbitrarily selected by those skilled in the art. For example, the porous membrane may be mounted to the oil refining unit in the form of a flat membrane or a hollow fiber membrane.

상술한 폐 오일 재생을 위한 오일 정제장치와 달리, 본 실시예에서는 오일이 필요한 기계 내에서 작용을 하는 오일 자체가 어느 정도 높은 온도를 가지는 경우, 별도의 오일 가열부가 반드시 필요하지 않다. 그러나 기계에서 배출되는 오일의 온도가 적절한 정제 온도와 차이가 있는 경우 오일 도입관 또는 오일 정제부에 형성되어 기계로부터 유출되는 오일의 온도를 제어하는 제1 온도 제어부(11)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제1 온도 제어부(11)는 기계로부터 유출되는 오일의 온도를 정제에 적절한 정제 온도로 변화시키는 역할을 하고, 냉각 또는 가열 수단과 온도 측정 및 제어 수단을 포함할 수 있다. 또한 오일 정제시스템은 오일 정제부에서 배출되는 오일과 기계 내에서 동작하는 운전 온도에 차이가 있는 경우, 오일 배출관에 형성되어, 기계로 유입되는 오일의 온도를 제어하는 제 2온도 제어부(12)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제2 온도 제어부(12)는 오일 정제부로부터 배출되는 오일의 온도를 기계의 동작에 적절한 운전 온도로 변화시키는 역할을 하고, 냉각 또는 가열 수단과 온도 측정 및 제어 수단을 포함할 수 있다. 본 발명은 상기 제1 온도 및 제2 온도 제어부(11. 12) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 각각의 구성은 당업자가 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있음은 물론이다. 필요에 따라서는, 오일 정제부(20)에는 별도의 오일 가열부(미도시)가 형성된 구조일 수 있다.Unlike the oil refining apparatus for regenerating waste oil described above, in the present embodiment, when the oil itself acting in a machine requiring oil has a certain high temperature, a separate oil heating part is not necessarily required. However, when the temperature of the oil discharged from the machine is different from the appropriate refining temperature, it may further include a first temperature control unit 11 is formed in the oil inlet pipe or oil refining unit to control the temperature of the oil flowing out of the machine have. The first temperature control unit 11 serves to change the temperature of the oil flowing out of the machine to a purification temperature suitable for purification, and may include cooling or heating means and temperature measuring and control means. In addition, the oil refining system is formed in the oil discharge pipe, when there is a difference between the oil discharged from the oil refining unit and the operating temperature operating in the machine, the second temperature control unit 12 for controlling the temperature of the oil flowing into the machine It may further comprise. The second temperature control unit 12 serves to change the temperature of oil discharged from the oil refining unit to an operation temperature suitable for the operation of the machine, and may include cooling or heating means and temperature measuring and control means. The present invention may include any one or more of the first temperature and the second temperature control unit (11.12), each configuration can be appropriately selected by those skilled in the art as necessary. If necessary, the oil refining unit 20 may have a structure in which a separate oil heating unit (not shown) is formed.

일 예를 들어서 기계에서 동작하는 윤활유의 적정 운전 온도는 90℃이고, 특정 시간에서 실제 기계 내의 오일의 운전 온도는 100℃이며, 적절한 정제 온도는 120℃인 경우 제1온도 제어부(11)는 기계로부터 유출되는 100의 오일을 120℃로 가열하여 정제 효율을 높이고, 제2온도 제어부(12)는 오일 정제부로부터 배출되는 120℃의 오일을 80℃로 냉각시켜 기계 내에서 윤활유를 적정 운전 온도인 90℃로 유지할 수 있게 한다.
For example, when the proper operating temperature of the lubricant operating in the machine is 90 ℃, the operating temperature of the oil in the actual machine at a specific time is 100 ℃, the appropriate refining temperature is 120 ℃ the first temperature control unit 11 Refining efficiency is heated by heating 100 oils flowing out from 120 degreeC, and the 2nd temperature control part 12 cools the 120 degreeC oil discharged | emitted from an oil refinery part to 80 degreeC, and the lubricating oil in a machine is set to the appropriate operating temperature. Allow to maintain at 90 ° C.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 하나의 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예 등에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, one example will be described for specific description of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.

[제조예 1] 탄소나노튜브-은 복합체 제조Preparation Example 1 Preparation of Carbon Nanotube-Silver Composite

500 ml 둥근 플라스크에 다중벽 탄소나노튜브(나노텍, CM-95) 0.3 g을 넣고, 에틸렌 글리콜(EG) 280 ml를 둥근 플라스크 반응기에 투입하였다. 교반기를 장착하여 30 분간 교반하고, 반응기를 초음파 세척기에 넣고 초음파를 이용하여 3 시간 탄소나노튜브를 에틸렌 글리콜에 분산시켰다. 이 때 반응기의 온도는 50℃가 넘지 않도록 하였다. 초음파 처리가 끝나면 교반기를 다시 장착하고, 온도계와 냉각용 콘덴서를 연결하였다. 반응기를 교반하면서 PVP (Poly vinylpyrrolidone, 제조사: Fluka, 평균분자량(Mw): 40,000) 1.68 g, 올레일아민(Oleylamine) 5.6 ml를 투입하고, 이어서 질산은(Silver Nitrate; AgNO3) 1.102 g을 투입하였다. 반응기에 진공 펌프를 연결하여, 반응기 내부의 공기를 제거하고 질소로 치환시켰다. 질소를 계속 투입하며 질소가 반응기 내부를 통하여 외부로 흐르게 하여 산소 유입을 막았다. 플라스크 하부에 맨틀을 설치하고 반응기 내부 온도를 200℃까지 40 분에 걸쳐 승온하고, 1 시간 동안 반응시켰다. 환원 반응이 종료되면 3 시간에 걸쳐 반응기 온도를 상온까지 서서히 내렸다. 합성된 탄소나노튜브-은 복합체를 여과지를 이용하여 여과하고 에틸아세테이트(Ethyl acetate)와 헥산(Hexane)으로 수회 세척하여 탄소나노튜브-은 복합체를 얻었다. 제조한 탄소나노튜브-은 복합체의 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 하기 도 5에 나타내었고, 은(Silver) 나노 입자가 구형이며 일정한 크기로 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
0.3 g of multi-walled carbon nanotubes (Nanotech, CM-95) were put into a 500 ml round flask, and 280 ml of ethylene glycol (EG) was put into a round flask reactor. The mixture was stirred for 30 minutes, the reactor was placed in an ultrasonic cleaner, and the carbon nanotubes were dispersed in ethylene glycol for 3 hours using ultrasonic waves. At this time, the temperature of the reactor did not exceed 50 degreeC. After the sonication, the stirrer was mounted again, and a thermometer and a cooling condenser were connected. While stirring the reactor, 1.68 g of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Fluka, average molecular weight (Mw): 40,000) and 5.6 ml of oleylamine were added thereto, followed by 1.102 g of silver nitrate (AgNO 3 ). . A vacuum pump was connected to the reactor to remove air from the reactor and replace with nitrogen. Nitrogen was continuously added and nitrogen was allowed to flow through the inside of the reactor to prevent the inflow of oxygen. A mantle was placed in the bottom of the flask and the reactor internal temperature was raised to 200 ° C. over 40 minutes and allowed to react for 1 hour. When the reduction reaction was completed, the reactor temperature was slowly lowered to room temperature over 3 hours. The synthesized carbon nanotube-silver complex was filtered using filter paper and washed several times with ethyl acetate and hexane to obtain a carbon nanotube-silver complex. The prepared carbon nanotube-silver composite was photographed with a scanning electron microscope (SEM), and is shown in FIG. 5. It was confirmed that the silver nanoparticles were spherical and uniformly dispersed in a constant size.

[제조예 2] 탄소나노튜브-니켈 복합체 제조Preparation Example 2 Preparation of Carbon Nanotube-Nickel Composite

500 ml 둥근 플라스크에 탄소나노튜브(한화나노텍, CM-95) 0.3 g을 넣고, 트리에틸렌 글리콜(TEG) 128 ml를 반응기에 투입하였다. 교반기를 장착하여 30 분간 교반하고, 반응기를 초음파 세척기에 넣고 초음파를 이용하여 3 시간 탄소나노튜브를 분산시켰다. 이 때 반응기의 온도는 50℃가 넘지 않도록 하였다. 초음파 처리가 끝나면 교반기를 다시 장착하고, 온도계와 냉각용 콘덴서를 연결하였다. 반응기 용액을 교반하면서 메틸 폴리 글리콜(MPG, CH3(OCH2CH2)nOH, n=4~5, 한농화성, 제품명:MPG) 4.26 ml를 플라스크 반응기에 투입하고 이어서 니켈 아세틸아세토네이트 3.48 g을 추가로 투입하였다. 반응기에 진공 펌프를 연결하여, 반응기 내부의 공기를 제거하고 질소로 치환시켰다. 질소를 계속 투입하며 질소가 반응기 내부를 통하여 외부로 흐르게 하여 산소 유입을 막았다. 플라스크 하부에 맨틀을 설치하고 반응기 내부 온도를 280℃까지 1 시간에 걸쳐 승온하고, 30 분 동안 유지하였다. 환원 반응이 종료되면 3 시간에 걸쳐 반응기 온도를 상온까지 서서히 내렸다. 합성된 복합체를 여과지를 이용하여 여과하고 에탄올로 수회 세척하여 탄소나노튜브-니켈 복합체를 얻었다. 제조한 탄소나노튜브-니켈 복합체의 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 하기 도 6에 나타내었고, 니켈 나노 입자가 구형이며 일정한 크기로 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
0.3 g of carbon nanotubes (Hananotech, CM-95) were put into a 500 ml round flask, and 128 ml of triethylene glycol (TEG) was added to the reactor. The mixer was stirred for 30 minutes, the reactor was placed in an ultrasonic cleaner, and the carbon nanotubes were dispersed for 3 hours using ultrasonic waves. At this time, the temperature of the reactor did not exceed 50 degreeC. After the sonication, the stirrer was mounted again, and a thermometer and a cooling condenser were connected. While stirring the reactor solution, 4.26 ml of methyl polyglycol (MPG, CH 3 (OCH 2 CH 2 ) nOH, n = 4-5, concentrated, MPG) was added to the flask reactor followed by 3.48 g of nickel acetylacetonate. Additionally added. A vacuum pump was connected to the reactor to remove air from the reactor and replace with nitrogen. Nitrogen was continuously added and nitrogen was allowed to flow through the inside of the reactor to prevent the inflow of oxygen. The mantle was installed at the bottom of the flask and the reactor internal temperature was raised to 280 ° C. over 1 hour and maintained for 30 minutes. When the reduction reaction was completed, the reactor temperature was slowly lowered to room temperature over 3 hours. The synthesized composite was filtered using filter paper and washed several times with ethanol to obtain a carbon nanotube-nickel composite. A scanning electron microscope (SEM) of the prepared carbon nanotube-nickel composite was shown in FIG. 6, and it was confirmed that the nickel nanoparticles were spherical and uniformly dispersed in a constant size.

[제조예 3] 탄소나노튜브-은 복합 나노다공막의 제조Preparation Example 3 Preparation of Carbon Nanotube-Silver Nanoporous Membrane

2,000 ml 둥근 플라스크에 상기 제조예 1에서 제조된 탄소나노튜브-은 복합체 0.34 g, 초순수 1,000 ml, 도데실황산나트륨(SDS; sodium dodecyl sulfate) 1.5 g을 넣고, 25~30℃에서 초음파를 사용하여 1 시간 동안 분산 처리하였다. 초음파 분산된 상기 용액을 기공 크기 0.2 ㎛ 의 세라믹 필터에 여과하였다. 세라믹 필터를 통과하지 못한 고형분이 상기 세라믹 필터에 코팅된 후에 도데실황산나트륨을 세척하기 위해 에탄올 1 L와 증류수 6 L로 세라믹 필터를 세척하였다. 세척후 단위면적당 도포량은 1.04 mg/cm2이다. 다음으로 탄소나노튜브-은 복합체가 다공막으로 코팅된 세라믹 필터를, 오븐에서 95℃에서 8 시간 열처리하여 건조하였다. 다음으로 상온으로 냉각시킨 후에 에탄올 2 L, 초순수 6 L로 미세 잔유물을 세척하였다. 다시 150℃의 오븐에서 2차 열처리하여 상기 은을 세라믹 필터에 융착시켜, 탄소나노튜브-은 복합 나노다공막을 제조하였다. 제조한 나노다공막의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 하기 도 7에 나타내었고, 용융된 은(Silver) 입자가 탄소나노튜브에 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 제조한 나노다공막의 기공도를 캐필러리 플로우 포로메터(Capillary Flow Porometer; Model CFP-12000AEM, 제조사: Porous Materials Inc.)를 사용하여 ASTM F316방법에 따라 측정하였고, 그 분석 결과는 평균 기공 크기가 54 nm로 측정되었다.
0.34 g of carbon nanotube-silver composite prepared in Preparation Example 1, 1,000 ml of ultrapure water and 1.5 g of sodium dodecyl sulfate (SDS) were added to a 2,000 ml round flask, using ultrasonic waves at 25 to 30 ° C. Dispersion treatment for hours. The ultrasonically dispersed solution was filtered through a ceramic filter having a pore size of 0.2 μm. After the solid that failed to pass through the ceramic filter was coated on the ceramic filter, the ceramic filter was washed with 1 L of ethanol and 6 L of distilled water to wash sodium dodecyl sulfate. The amount applied per unit area after washing is 1.04 mg / cm 2 . Next, the ceramic filter coated with the carbon nanotube-silver composite was coated with a porous membrane, and dried by heating at 95 ° C. for 8 hours in an oven. Next, after cooling to room temperature, the fine residue was washed with 2 L of ethanol and 6 L of ultrapure water. After the second heat treatment in an oven at 150 ° C., the silver was fused to a ceramic filter to prepare a carbon nanotube-silver composite nanoporous membrane. The surface of the prepared nanoporous membrane was photographed with a scanning electron microscope (SEM), and is shown in FIG. 7, and it was confirmed that molten silver particles were dispersed in carbon nanotubes. The porosity of the prepared nanoporous membrane was measured according to ASTM F316 method using a Capillary Flow Porometer (Model CFP-12000AEM, manufactured by Porous Materials Inc.), and the results of analysis were average pore sizes. Was measured at 54 nm.

[제조예 4] 탄소나노튜브-니켈 복합 나노다공막이 구비된 오일 필터의 제조Preparation Example 4 Preparation of Oil Filter with Carbon Nanotube-Nickel Composite Nanoporous Membrane

복합체로 제조예 2에서 합성한 탄소나노튜브-니켈 복합체를 사용하는 것과 오븐에서 2차 열처리를 260℃로 가열한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 조건으로 진행하여 탄소나노튜브-니켈 복합 나노다공막이 구비된 오일 필터를 제조하였다. 제조된 오일 필터의 표면을 주사전자현미경(SEM) 분석 결과, 니켈 입자가 탄소나노튜브에 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
The carbon nanotube-nickel composite nanoparticles were prepared under the same conditions as Preparation Example 3, except that the carbon nanotube-nickel composite synthesized in Preparation Example 2 was used as the composite and the second heat treatment was performed at 260 ° C. in an oven. An oil filter with a sclera was prepared. Scanning electron microscopy (SEM) analysis of the surface of the prepared oil filter showed that the nickel particles were dispersed in the carbon nanotubes.

[실시예 1] 나노다공막을 이용한 폐윤활유 정제Example 1 Purification of Waste Lubricant Using Nanoporous Membranes

폐윤활유의 오일정제 테스트를 위해 실제 자동차 정비소에서 수거한 폐윤활유 2 ml을 사이크로 헥산(cyclohexane) 2 L에 녹인 후 폐윤활유 희석 용액을 제조하였다. 그리고 상기 제조예 3에서 제조된 오일 필터에 폐윤활유가 녹아있는 상기 폐윤활유 희석 용액을 여과하여 샘플을 수득한 후 입도분석기 (Malvern, Zeta sizer)로 입도 분석을 수행하였다. For the oil refining test of the waste lubricating oil, 2 ml of the waste lubricating oil collected at the actual auto repair shop was dissolved in 2 L of cyclohexane, and then a diluted lubricating oil was prepared. In addition, the waste lubricating oil dilution solution in which the lubricating oil was dissolved in the oil filter prepared in Preparation Example 3 was filtered to obtain a sample, and then particle size analysis was performed by a particle size analyzer (Malvern, Zeta sizer).

도 8은 정제 전 폐윤활유의 입도 분석을 반복하여 측정한 결과로, 도 8에서 알 수 있듯이 50 nm에서 6,000 nm 분포의 입자들이 폐윤활유 속에 포함되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이중 대부분이 100 nm 크기의 입자들이 폐윤활유 속에 존재함을 확인할 수 있었다. 이 폐윤활유를 탄소나노튜브-은 복합체가 코팅되지 않은 세라믹 필터(제조예 3에서 지지체로 사용된 필터)에 통과시킨 후 입도분석을 진행하였을 때, 1 μm 이상의 크기를 갖는 입자들은 여과되지만, 그 이하의 입자는 제거되지 않는 것을 확인할 수 있었다.  8 is a result of repeating the particle size analysis of the waste lubricating oil before purification, as can be seen in Figure 8 it was confirmed that the particles of the distribution from 50 nm to 6,000 nm in the waste lubricating oil. In addition, it was confirmed that most of the particles of 100 nm size exist in the waste lubricant. When the waste lubricating oil was passed through the carbon nanotube-silver composite-coated ceramic filter (the filter used as a support in Preparation Example 3) and subjected to particle size analysis, particles having a size of 1 μm or more were filtered out. It was confirmed that the following particles were not removed.

도 9는 실시예 1에 따라 정제된 폐윤활유의 입도 분석을 반복하여 측정한 결과를 도시한 것으로, 도 9에서 알 수 있듯이 일반적인 세라믹 필터(MF; Micro Filter)가 여과해내지 못하는 100 nm 크기의 입자들과 최소 50 nm 크기의 입자들까지 여과되고, 10 nm 내지 20 nm 크기의 입자는 남아 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 남아 있는 10 nm 내지 20 nm 입자는 윤활 작용에 촉진하는 역할을 할 수도 있다. 문헌에 보고된 바에 의하면 50 nm 크기의 나노탄소 입자는 윤활유의 마찰 및 마모 성능을 개선한다고 보고되고 있다(Internaltional Journal of Precision Engneering and Manufacturing, 2009, Vol 10, No 1, pp 85-90).
FIG. 9 illustrates the results of repeated particle size analysis of the waste lubricant refined according to Example 1, and as shown in FIG. 9, a size of 100 nm that a general ceramic filter (MF; Micro Filter) cannot filter out. Particles and particles of at least 50 nm size were filtered, and particles of 10 nm to 20 nm size were found to remain. And the remaining 10 nm to 20 nm particles may play a role in promoting lubrication. It is reported in the literature that 50 nm size nanocarbon particles improve the friction and wear performance of lubricants (Internal Journal of Precision Engneering and Manufacturing, 2009, Vol 10, No 1, pp 85-90).

[실시예 2] 나노다공막의 고온 폐윤활유 정제Example 2 High Temperature Waste Lubricant Purification of Nanoporous Membrane

윤활유는 점도가 높기 때문에 상온에서 나노 다공막 필터를 통한 정제는 유량이 아주 적기 때문에, 오일을 정제하는데 문제점이 있다. 이러한 이유에서 실시예 1에서는 사이크로헥산에 소량을 녹여 오일 정제 실험을 수행하였다. 실제 폐윤활유 원액을 정제하기 위해서는 온도를 높여 점도를 떨어뜨려야 나노다공막을 통한 정제가 가능하다. 그러므로 고온에서 폐윤활유의 오일정제 테스트를 위해 폐윤활유를 상기 제조예 3에서 제조된 오일 필터에 폐윤활유를 가열하여 70℃에서 정제 실험을 수행하였다. 70℃에서 나노다공막을 통한 유량은 115.8 L/m2 hr로 측정되었다. 정제된 폐윤활유는 실시예 1과 마찬가지로 100 nm 부근의 입자들이 제거됨을 확인할 수 있었다.
Since the lubricating oil has a high viscosity, the purification through the nanoporous membrane filter at room temperature has a very low flow rate, so there is a problem in refining the oil. For this reason, in Example 1, a small amount was dissolved in cyclohexane to perform an oil purification experiment. In order to purify the waste lubricating oil stock, it is necessary to decrease the viscosity by increasing the temperature so that purification through the nanoporous membrane is possible. Therefore, for the oil purification test of the waste lubricating oil at high temperature, the waste lubricating oil was heated to the oil filter prepared in Preparation Example 3, and the purification experiment was performed at 70 ° C. The flow rate through the nanoporous membrane at 70 ° C. was measured at 115.8 L / m 2 hr. The purified waste lubricating oil was confirmed to remove particles near 100 nm as in Example 1.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

1: 금속 또는 금속산화물
2: 탄소나노구조체
3: 기공
10: 오일 유출구 및 오일 유입구를 가지는 기계
11: 제1 온도 제어부
12: 제2 온도 제어부
20: 오일 정제부
21: 오일 도입관
22: 오일 배출관
30: 오일 가열부
1: metal or metal oxide
2: carbon nano structure
3: pore
10: machine with oil outlet and oil inlet
11: first temperature control unit
12: second temperature control unit
20: oil refinery
21: oil introduction pipe
22: oil discharge pipe
30: oil heating unit

Claims (20)

다수의 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 기공을 형성하는 다공막을 사용하여 오일로부터 불순물을 정제하는 단계를 포함하는 오일 정제방법.A method of refining an oil, comprising the steps of purifying impurities from an oil using a porous membrane in which a plurality of carbon nanostructure-metal or metal oxide complexes are bonded to each other to form pores. 제 1 항에 있어서,
정제하는 단계의 오일 온도는 50℃ 이상이고, 오일의 열적 변성 온도 미만인 것을 특징으로 하는 오일 정제방법.
The method of claim 1,
The oil temperature of the refining step is at least 50 ℃, oil refining method, characterized in that less than the thermal denaturation temperature of the oil.
제 1 항에 있어서,
정제하는 단계의 오일 점도는 1 cP 내지 300 cP인 것을 특징으로 하는 오일 정제방법.
The method of claim 1,
The oil viscosity of the refining step is an oil refining method, characterized in that 1 cP to 300 cP.
제 1 항에 있어서,
오일은 자동차용, 선박용, 절연용, 기어용, 터빈용, 냉동기용, 베어링용, 자동변속기용, 압축기용, 절삭용 또는 열매체용 오일인 것을 특징으로 하는 오일 정제방법.
The method of claim 1,
The oil refining method is an oil for automobiles, ships, insulation, gears, turbines, freezers, bearings, automatic transmissions, compressors, cutting or heat medium.
제 1 항에 있어서,
불순물은 20 nm 이상의 크기를 가지는 미세입자인 것을 특징으로 하는 오일 정제방법.
The method of claim 1,
Impurity is an oil refining method, characterized in that the fine particles having a size of 20 nm or more.
다수의 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체가 상호 결합하여 형성된 기공을 가지고, 상기 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체의 평량은 0.05 mg/cm2 내지 10 mg/cm2인 오일 정제용 다공막.A plurality of carbon nanostructures-metal or metal oxide complexes have pores formed by bonding to each other, the basis weight of the complex of carbon nanostructures-metal or metal oxide is 0.05 mg / cm 2 to 10 mg / cm 2 for oil refining Porous membrane. 제 6 항에 있어서,
다공막은 지지체 상에 형성된 것을 특징으로 하는 오일 정제용 다공막.
The method according to claim 6,
Porous membrane for oil purification, characterized in that the porous membrane is formed on a support.
제 6 항에 있어서,
다공막의 기공 크기는 10 nm 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는 오일 정제용 다공막.
The method according to claim 6,
The porous membrane for oil refining, characterized in that the pore size of the porous membrane is 10 nm to 500 nm.
제 6 항에 있어서,
탄소나노구조체는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 탄소나노혼, 탄소나노섬유, 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오일 정제용 다공막.
The method according to claim 6,
Carbon nano structure is a porous membrane for oil refining, characterized in that at least one selected from the group consisting of single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanofibers, and graphene.
제 6 항에 있어서,
금속은 Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Hf, Ir, Pt, Tl, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오일 정제용 다공막.
The method according to claim 6,
Metals are Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Hf, Ir, Pt, Tl, Pb and Bi at least one selected from the group consisting of Sclera.
오일이 도입되는 오일 도입관;
상기 오일 도입관으로부터 도입된 오일을 정제하는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 함유하는 다공막을 포함하는 오일 정제부;
상기 오일 정제부에서 정제된 오일을 배출하는 오일 배출관; 및
오일을 가열하는 오일 가열부를 포함하는 오일 정제장치.
An oil introduction pipe into which oil is introduced;
An oil refining unit including a porous membrane containing a complex of carbon nanostructure-metal or metal oxide for refining the oil introduced from the oil inlet tube;
An oil discharge pipe for discharging the purified oil from the oil refining unit; And
Oil refining apparatus including an oil heating unit for heating the oil.
제 11 항에 있어서,
다공막은 금속 또는 금속산화물이 탄소나노구조체를 연결시켜 망상구조를 가지는 것을 특징으로 하는 오일 정제장치.
The method of claim 11,
Porous membrane is an oil refining apparatus, characterized in that the metal or metal oxide has a network structure by connecting the carbon nanostructure.
제 11 항에 있어서,
다공막의 기공 크기는 10 nm 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는 오일 정제장치.
The method of claim 11,
Oil pore size of the porous membrane is characterized in that 10 nm to 500 nm.
제 11 항에 있어서,
오일 가열부는 오일 도입관 및 오일 정제부 중 어느 하나 이상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 정제장치.
The method of claim 11,
An oil refining apparatus, wherein the oil heating unit is formed in at least one of an oil inlet tube and an oil refining unit.
제 11 항에 있어서,
오일 배출관에 형성되어, 배출되는 오일의 냉각시키는 오일 냉각부를 추가로 포함하는 오일 정제장치.
The method of claim 11,
Oil refining apparatus is formed in the oil discharge pipe, further comprising an oil cooling unit for cooling the discharged oil.
오일 유출구 및 오일 유입구를 가지는 기계;
상기 오일 유출구와 유체 연결되어 기계로부터 유출되는 오일을 오일 정제부로 도입하는 오일 도입관;
상기 오일 도입관으로부터 도입된 오일을 정제하는 탄소나노구조체-금속 또는 금속산화물의 복합체를 함유하는 다공막을 포함하는 오일 정제부; 및
상기 오일 유입구와 유체 연결되어 상기 오일 정제부에서 정제된 오일을 기계로 유입시키는 오일 배출관을 포함하는 오일 정제 시스템.
A machine having an oil outlet and an oil inlet;
An oil introduction pipe fluidly connected to the oil outlet and introducing oil flowing out of the machine into an oil refining unit;
An oil refining unit including a porous membrane containing a complex of carbon nanostructure-metal or metal oxide for refining the oil introduced from the oil inlet tube; And
And an oil discharge pipe fluidly connected to the oil inlet to introduce the oil refined in the oil refining unit into the machine.
제 16 항에 있어서,
오일 정제부에 형성되어 있는 오일 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 정제 시스템.
17. The method of claim 16,
An oil refining system, further comprising an oil heating unit formed in the oil refining unit.
제 16 항에 있어서,
다공막은 금속 또는 금속산화물이 탄소나노구조체를 연결시켜 망상구조를 가지는 것을 특징으로 하는 오일 정제 시스템.
17. The method of claim 16,
The porous membrane is an oil refining system, characterized in that the metal or metal oxide has a network structure by connecting the carbon nanostructure.
제 16 항에 있어서,
다공막의 기공 크기는 10 nm 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는 오일 정제 시스템.
17. The method of claim 16,
An oil purification system, characterized in that the pore size of the porous membrane is 10 nm to 500 nm.
제 16 항에 있어서,
오일 도입관 또는 오일 정제부에 형성되어 기계로부터 유출되는 오일의 온도를 제어하는 제1 온도 제어부; 및
오일 배출관에 형성되어, 기계로 유입되는 오일의 온도를 제어하는 제2 온도 제어부 중 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 오일 정제 시스템.
17. The method of claim 16,
A first temperature controller formed at an oil introduction pipe or an oil refining unit to control a temperature of oil flowing out of the machine; And
Oil refining system further comprises any one or more of the second temperature control portion formed in the oil discharge pipe, for controlling the temperature of the oil flowing into the machine.
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