KR20140042576A - 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도 - Google Patents

분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR20140042576A
KR20140042576A KR1020120109506A KR20120109506A KR20140042576A KR 20140042576 A KR20140042576 A KR 20140042576A KR 1020120109506 A KR1020120109506 A KR 1020120109506A KR 20120109506 A KR20120109506 A KR 20120109506A KR 20140042576 A KR20140042576 A KR 20140042576A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
membrane
graphene oxide
oxide layer
hydrophobic
separation membrane
Prior art date
Application number
KR1020120109506A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101926832B1 (ko
Inventor
오병수
계정일
김민정
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020120109506A priority Critical patent/KR101926832B1/ko
Priority to US14/415,625 priority patent/US9636640B2/en
Priority to PCT/KR2013/008682 priority patent/WO2014051377A1/en
Priority to CN201380036413.9A priority patent/CN104428053B/zh
Publication of KR20140042576A publication Critical patent/KR20140042576A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101926832B1 publication Critical patent/KR101926832B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1216—Three or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/024—Oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
    • B01D61/364—Membrane distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/021—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/021—Carbon
    • B01D71/0211—Graphene or derivates thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/38—Polyalkenylalcohols; Polyalkenylesters; Polyalkenylethers; Polyalkenylaldehydes; Polyalkenylketones; Polyalkenylacetals; Polyalkenylketals
    • B01D71/381—Polyvinylalcohol
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
    • B01D71/82—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74 characterised by the presence of specified groups, e.g. introduced by chemical after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/12—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air
    • F24F6/14—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air using nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/02—Hydrophilization
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/08—Specific temperatures applied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/219—Specific solvent system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/26—Spraying processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/38—Hydrophobic membranes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/1435—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54—Free-cooling systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 오염물질제거용 분리막은 소수성막, 그리고 상기 소수성막의 전부 또는 일부를 덮는 산화그래핀(Graphene Oxide)층을 포함하고, 상기 소수성막은 상기 산화그래핀층과 마주보는 면이 친수화처리된 것이다. 상기 산화그래핀층을 포함하는 분리막을 이용하여 기존의 분리막의 성능을 적정한 수준으로 유지하면서 휘발성오염물질의 제거율을 향상시킨 오염물질제거용 분리막을 제공할 수 있으며, 수처리용 분리막으로 유용하다. 상기 오염물질제거용 분리막은 막증류장치에 포함되거나 가습기 또는 정수기의 여과필터로 활용될 수 있다.

Description

분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도 {SEPARATION MEMBRANE, METHOD FOR PREPARING THEREOF, UNIT FOR PURIFICATION, AND THEIR USE}
본 발명은 오염물질제거용 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 유닛 및 이의 용도에 대한 것으로, 산화그래핀을 포함하는 분리막을 이용하여 기존의 분리막의 성능을 적정한 수준으로 유지하면서 휘발성오염물질의 제거율을 향상시킨 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 유닛 및 이의 용도에 관한 것이다.
순수(純水)제조나 담수화 공정에서 사용되는 막증류법(Membrane Distillation)은 소수성 고분자 분리막의 표면에서 상변화가 일어나고, 분리막의 표면 미세기공을 통해 증기가 투과하여 투과된 증기가 응축, 분리되어 오염물질을 제거하는 처리 공정이다.
막증류법은 1964년에 핀들리(Findly)가 이론을 소개하였으며, 관련 연구가 계속되었으나, 다른 방식들과의 생산성의 문제 등의 단점으로 인하여 실질적인 실용화를 위한 시도나 활발한 사업화는 진행되지는 못하였다.
그러나, 기존에 주로 연구되던 증발법이나 역삼투압법 등은 에너지가 많이 소요되는 문제점이 있고, 특히 역삼투압법은 파울링 문제로 인하여 다단계의 전처리 공정이 필수적이며 운전 관리상이 어려움이 있을 뿐만 아니라 운전 조건으로 높은 압력이 필요하므로 관리비용이 많이 필요하다는 단점이 대두되면서, 막증류법에 대한 관심이 커지고 있다.
막증류법은 분리막과 증기압의 분압차에 의하여 처리가 이루어지므로, 한외여과법이나 역삼투압법에 비하여 낮은 압력에서 운전될 수 있고, 별도의 압력을 가하지 않고도 운전이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 휘발성이 없는 이온성분을 분리, 제거하는데 있어서 그 효과가 탁월하고, 유입수에 포함된 오염물질의 농도에 크게 영향을 받지 않고 일정한 회수율을 유지할 수 있다는 장점도 있다.
그러나, 막증류법은 소수성의 고분자 분리막을 이용하여 유입수에 포함되는 용매나 용질(친수성 물질)의 표면장력이 분리막 표면보다 커서 액체 상태로는 분리막의 기공을 통과하지 못하고 분리막의 표면에서 반발되며, 분리막의 표면에 있는 기공의 입구에서 분리대상물질이 증기상으로 상변화되어 기공 안으로 확산, 투과되고, 최종적으로 투과된 증기상 물질이 응축, 분리되는 처리 공정으로 이루어지기 때문에, 휘발성이 있는 오염물질의 경우에는 제거 정도가 미미한 단점이 있다.
본 발명의 목적은 기존의 막증류법 공정에 그대로 적용할 수 있고, 기존의 막증류법의 성능을 적정한 수준으로 유지하면서 휘발성 오염물질까지 고효율로 제거할 수 있는 가능한 오염물질제거용 분리막 및 이를 간단한 방법으로 제조할 수 있는 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 상기 오염물질제거용 분리막을 포함하여 비휘발성 물질뿐만 아니라 휘발성 물질까지 제거 효과가 우수한 유닛, 및 이의 막증류장치, 가습기에의 용도를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염물질제거용 분리막은 산화그래핀(Graphene Oxide)층을 포함한다. 상기 산화그래핀은, 상기 산화그래핀을 포함하는 산화그래핀층의 형태로 상기 오염물질제거용 분리막에 포함되는 것일 수 있고, 상기 오염물질제거용 분리막은 소수성막, 그리고 상기 소수성막의 전부 또는 일부를 덮는 산화그래핀층을 포함하는 것일 수 있고, 상기 소수성막은 상기 산화그래핀층과 마주보는 면이 친수화처리된 것일 수 있다.
상기 친수화처리는 상기 소수성막과 상기 산화그래핀층의 사이에는 친수화층을 더 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.
상기 소수성막은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE, Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF, Polyvinylidene fluoride), 폴리술폰 (PSF, Polysulfone), 폴리프로필렌 (PP, Polypropylene), 폴리아미드 (PA, Polyamide), 폴리에틸렌 (PE, Polyethylene), 폴리이미드(Polyimide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 소수성고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 친수화층은 폴리비닐알코올(PVA, Polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(PVP, Polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌글리콜(PEG, Polyethylen glycol), 셀룰로오스아세테이트 (CA, Cellulose acetate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 산화그래핀층은 산화그래핀입자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 산화그래핀층은 그 두께가 100 nm 내지 10 um인 것일 수 있다.
상기 산화그래핀층은 그 두께가 1 내지 2 um인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예인 오염물질제거용 분리막의 제조방법은 소수성막의 일표면을 친수화처리를 하여 친수화처리된 소수성막을 제조하는 친수화처리단계, 그리고 상기 소수성막의 친수화처리된 일면(一面)에 산화그래핀입자를 포함하는 GO코팅액을 도포하여 산화그래핀층을 형성하는 산화그래핀층형성단계를 포함한다.
상기 친수화처리단계는, 소수성막에 친수화고분자를 포함하는 친수성코팅액을 도포하여 친수화층을 형성하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.
상기 친수화처리된 소수성막에 GO코팅액을 도포하여 산화그래핀층을 형성하는 과정, 상기 소수성막에 친수성코팅액을 도포하여 친수화층을 형성하는 과정, 및 이들의 조합에서 선택되는 어느 하나의 과정은 에어브러쉬(air brush), 네불라이저(nebulizer), 분무기(atomizer), 전기분사(electrospray) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 미세분사방법을 이용하는 것일 수 있다.
상기 친수화처리단계, 산화그래핀층형성단계, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단계는 상기 소수성막의 온도를 20 ℃ 내지 50 ℃로 하여 이루어지는 것일 수 있다.
상기 GO코팅액은 용매 및 산화그래핀입자를 포함하는 것일 수 있고, 상기 용매는 물, 에틸렌 글리콜 (ethylene glycol) DMF (Dimethylformamide), NMP (Methylpyrrolidone) THF (Tetrahydrofuran) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 오염물질제거용 유닛은 소수성막 및 산화그래핀(Graphene Oxide)층을 포함하는 오염물질제거용 분리막을 포함하여 휘발성 오염물질 제거효율을 향상시킨 것이다.
상기 오염물질제거용 유닛은, 산화그래핀층 및 소수성막을 포함하는 오염물질제거용 분리막, 상기 오염물질제거용 분리막의 소수성면으로 유입수 또는 이의 수증기를 공급하는 공급부, 그리고 상기 오염물질제거용 분리막을 통과한 처리수가 응축, 회수되는 냉각부를 포함할 수 있다.
상기 오염물질제거용 유닛은 상기 오염물질제거용 분리막과 상기 냉각부 사이에 위치하는 공간인 간극부를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 냉각부는 콘덴서(condenser), 냉각수(cooling water) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 간극부는 상기 간극부의 공간에 공기를 주입하여 구성하는 공기간극, 상기 간극부의 공간을 진공펌프와 연결하여 구성하는 진공간극, 및 상기 간극부의 공간에 스위프 가스(sweep gas)를 공급하여 구성하는 스위프가스간극으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 막증류장치는 상기 오염물질제거용 분리막을 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 가습기는 상기 오염물질제거용 분리막을 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 정수기는 상기 오염물질제거용 분리막을 포함한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오염물질제거용 분리막은 산화그래핀(Graphene Oxide)을 포함하는 산화그래핀층을 포함한다. 상기 산화그래핀층은 통상의 분리막인 소수성막의 단점을 보완하고자 적용되는 것으로, 휘발성 오염 물질이 분리막을 통과하는 것을 최소화할 수 있어서 특히 수처리용 분리막으로 적용될 수 있다.
상기 산화그래핀은, 상기 산화그래핀을 포함하는 산화그래핀층의 형태로 상기 오염물질제거용 분리막에 포함되어서, 소수성막에 의하여 비휘발성 이온성 물질 등이 제거되어 1차로 분리되는 증기상의 물질에서 휘발성 오염물질을 투과하지 못하도록 하고, 수증기만을 선택적으로 투과하도록 하여서, 분리막에 의한 휘발성 오염 물질의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 오염물질제거용 분리막은 소수성막, 그리고 상기 소수성막 일면의 전부 또는 일부를 덮는 산화그래핀층을 포함할 수 있다.
상기 소수성막은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE, Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF, Polyvinylidene fluoride), 폴리술폰 (PSF, Polysulfone), 폴리프로필렌 (PP, Polypropylene), 폴리아미드 (PA, Polyamide), 폴리에틸렌 (PE, Polyethylene), 폴리이미드(Polyimide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 소수성고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 소수성막은 상기 산화그래핀층과의 결합성을 향상시키기 위해서 상기 산화그래핀층과 마주보는 면이 친수화처리된 것일 수 있다.
상기 소수성막과 상기 산화그래핀층의 사이에는 상기 소수성막과 상기 산화그래핀층 사이에 결합력을 향상시키기 위하여 친수화층이 더 형성되어 있는 것일 수 있다.
상기 친수화층은 폴리비닐알코올(PVA, Polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(PVP, Polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌글리콜(PEG, Polyethylen glycol), 셀룰로오스아세테이트 (CA, Cellulose acetate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 산화그래핀층은 산화그래핀입자를 포함하여 이루어진 층으로, 상기 산화그래핀층은 일반적인 유기 휘발성 용매의 가스는 통과시키지 않으면서 수증기만을 통과시킬 수 있고, 이러한 산화그래핀층의 특성을 기존의 소수성 분리막에 응용하여, 비휘발성 이온성 물질뿐만 아니라 휘발성 유기물질의 제거율도 현저하게 향상시킬 수 있다. 즉, 소수성막에 의한 1단계의 비휘발성물질의 제거와, 산화그래핀층에 의한 휘발성물질의 2단계 제거가 하나의 분리막을 이용하여 순차로 이루어질 수 있어서, 기존의 소수성 분리막 자체의 장점인 비휘발성 이온성 물질의 제거 성능은 유지하면서, 단점이던 휘발성 오염물질의 분리효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기 산화그래핀층은 그 두께가 10 um 이하일 수 있고, 100 nm 내지 10 um인 것일 수 있다. 상기한 두께의 범위에서 휘발성 오염물질의 분리 효율이 향상될 수 있다. 또한, 상기 산화그래핀층의 두께는 가장 바람직하게 1 내지 2 um일 수 있으며, 산화그래핀층의 두께를 이러한 범위로 조절하여 산화그래핀층의 강도를 적절한 수준으로 유지하면서 동시에 우수한 투수율을 얻을 수 있다. 산화그래핀층의 투수율은 산화그래핀층의 두께가 얇을수록 향상될 수 있으나, 산화그래핀층의 기계적인 강도는 산화그래핀층의 두께가 두꺼워질수록 향상될 수 있으므로, 이러한 상충(相衝, trade off)적인 특성을 고려할 때, 산화그래핀층의 두께가 1 내지 2 um의 범위인 경우에 산화그래핀층의 성능을 최적화할 수 있다.
본 발명의 오염물질제거용 분리막은 산화그래핀층을 포함한다. 산화되지 않은 그래핀층은 어떤 것도 통과시키지 않는 특성이 있지만, 산화그래핀층은 휘발성 오염 물질을 투과시키지 않고 선택적으로 수증기만을 투과시키는 특성을 가진다. 이러한 특성은, 산화그래핀에 형성되어 있는 산화 옥시덴, 에폭시기에 의해서 산화그래핀층 내에 수 옹스트롬의 틈이 발생하기 때문에 나타나는 특성으로, 수증기는 모세관 현상에 의해서 산화그래핀층 내의 수 옹스트롬의 틈 사이로 통과되나, 휘발성 오염물질들은 통과되지 않기 때문에, 산화그래핀층은 수증기의 선택적인 투과 특성을 가진다.
따라서, 본 발명의 오염물질제거용 분리막은 산화그래핀층을 포함하여서, 기존의 분리막의 성능을 유지하면서, 기존의 분리막과는 달리 휘발성 오염 물질의 제거 효율을 획기적으로 높일 수 있으며, 수처리용 분리막으로 적용하면 수처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 오염물질제거용 분리막의 제조방법은 친수화처리단계, 그리고 산화그래핀층형성단계를 포함한다.
상기 친수화처리단계는, 소수성막에 친수화고분자를 포함하는 친수성코팅액을 도포하여 친수화층을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 소수성막은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE, Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF, Polyvinylidene fluoride), 폴리술폰 (PSF, Polysulfone), 폴리프로필렌 (PP, Polypropylene), 폴리아미드 (PA, Polyamide), 폴리에틸렌 (PE, Polyethylene), 폴리이미드(Polyimide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 소수성고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 소수성막의 일표면을 친수화처리를 하여 친수화처리된 소수성막을 제조하는 과정을 포함한다. 상기 친수화처리를 통하여 상기 소수성막과 산화그래핀층의 결합력을 향상시킬 수 있다.
상기 친수화처리단계는 친수성코팅액의 도포라는 간단한 방식을 이용하여서 소수성막의 일면에 친수화층을 형성하여 이루어질 있다.
상기 친수화층은 폴리비닐알코올(PVA, Polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(PVP, Polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌글리콜(PEG, Polyethylen glycol), 셀룰로오스아세테이트 (CA, Cellulose acetate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 산화그래핀층형성단계는 상기 소수성막의 친수화처리된 일면(一面)에 산화그래핀입자를 포함하는 GO코팅액을 도포하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 GO코팅액을 이용하여 산화그래핀층을 형성하는 경우에는, 코팅용액의 도포 및 건조라는 간단한 과정을 통해서 소수성막에 산화그래핀층을 형성할 수 있다.
상기 산화그래핀층은 그 두께가 10 um 이하일 수 있고, 100 nm 내지 10 um인 것일 수 있고, 1 내지 2 um인 것일 수 있다.
상기 GO코팅액의 도포, 친수성코팅액의 도포 등은 소수성막에 코팅층을 형성할 수 있는 방법이라면 적용할 수 있고, 구체적으로 에어브러쉬(air brush), 네불라이저(nebulizer), 분무기(atomizer), 전기분사(electrospray) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 미세분사방법을 이용할 수 있다.
상기 오염물질제거용 분리막의 제조방법은 가열판상에서 소수성막의 온도를 20 ℃ 내지 50 ℃로 유지하면서 이루어질 수 있고, 구체적으로 상기 소수성막을 가열판에 고정시키고, 상기 친수성코팅액을 도포한 후에 제1건조과정을 거치고, 상기 GO코팅액을 도포하는 과정을 포함할 수 있다. 그 이후에 필요에 따라서 제2건조과정이 더 이루어질 수 있다.
상기 GO코팅액은 제1용매 및 산화그래핀입자를 포함하고, 상기 제1용매는 상기 산화그래핀입자를 용존입자의 형태로 포함하여 분산시킬 수 있고, 상기 소수성막 또는 상기 친수화층을 과도하게 변형시키지 않는 것이라면 적용할 수 있고, 바람직하게 상기 제1용매는 물, 에틸렌 글리콜 (ethylene glycol) DMF (Dimethylformamide), NMP (Methylpyrrolidone) THF (Tetrahydrofuran) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 이러한 경우, GO 코팅액 내에서 산화그래핀의 분산도를 향상시킬 수 있다.
상기 친수성코팅액은 제2용매 및 친수성고분자를 포함한다. 상기 제2용매는 상기 친수성고분자를 분산시키면서, 상기 소수성막을 과도하게 변형시키지 않는 것이라면 적용할 수 있고, 바람직하게 제2용매는 물, 에틸렌 글리콜 (ethylene glycol) DMF (Dimethylformamide), NMP (Methylpyrrolidone) THF (Tetrahydrofuran) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 오염물질제거용 분리막의 제조방법은 기존의 소수성 분리막을 이용하고, 여기에 코팅액을 이용하여 코팅층을 형성하는 간단한 방식으로 비휘발성 이온성 물질뿐만 아니라 휘발성 물질까지도 고효율로 제거할 수 있는 오염물질제거용 분리막의 제조방법을 제공할 수 있다. 이러한 제조방법으로 제조된 오염물질제거용 분리막은 수처리용 분리막으로 우수하게 적용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 오염물질제거용 유닛은 소수성막 및 산화그래핀(Graphene Oxide)층을 포함하는 오염물질제거용 분리막을 포함한다. 상기 오염물질제거용 유닛은 상기 산화그래핀을 포함하여서 기존의 분리막의 성능을 가지면서도 동시에 휘발성 오염물질 제거효율을 향상시킬 수 있어서, 비휘발성 이온성 물질과 휘발성 물질의 제거 효율을 모두 우수하게 할 수 있다.
상기 오염물질제거용 유닛은, 오염물질제거용 분리막, 공급부, 그리고 냉각부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 오염물질제거용 분리막의 구성, 각 구성에 포함되는 소재, 이들의 특성, 및 분리막의 기능은 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 오염물질제거용 분리막에서 기술된 것과 동일하므로 그 기재를 생략한다.
상기 공급부는 상기 오염물질제거용 분리막의 소수성면(제1면)으로 유입수를 공급한다. 상기 유입수는 액체상태로 공급될 수 있고, 수증기의 형태로 공급될 수도 있다. 상기 유입수가 액체상태로 공급되는 경우에는 상기 유입수가 상기 분리막의 소수성면(제1면)과 접촉하여 흐르는 형태로 공급될 수 있고, 상기 유입수가 수증기 형태로 상기 유입수를 공급하는 경우에는 상기 유입수에 열을 가하는 등의 수단으로 기화시켜 유입수의 증기가 상기 분리막의 소수성면(제1면)과 접하여 흐르도록 공급될 수 있다.
상기 오염물질제거용 분리막에는 소수성막이 노출되어 있는 소수성면(제1면)과 상기 소수성면(제1면)의 산화그래핀층 쪽의 제2면이 있고, 상기 공급부는 소수성면(제1면)쪽에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 오염물질제거용 유닛은 냉각부를 더 포함한다. 상기 냉각부는 상기 산화그래핀층 쪽의 제2면에 마주보게 위치할 수 있다. 상기 유입수는 상기 오염물질제거용 분리막을 통과하여 처리수가 되며, 상기 냉각부에서 상기 처리수가 응축, 회수될 수 있다.
상기 냉각부는 기화된 처리수를 응축하여 회수할 수 있는 공지의 수단이라면 어떤 것이든 적용할 수 있으며, 콘덴서(condenser), 냉각수(cooling water) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 오염물질제거용 유닛은 상기 냉각부와 상기 오염물질제거용 분리막의 제2면 사이에 간극부를 더 포함할 수 있다. 상기 간극부는 상기 오염물질제거용 분리막의 제2면과 상기 냉각부가 직접 접촉하여 오염물질 등이 직접 이동하는 것을 것을 막아주고, 간극부의 공간으로 인하여 공급부로부터 열의 전달을 줄일 수 있다.
상기 간극부는 공기간극, 진공간극, 및 스위프가스간극으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 공기간극은 상기 간극부의 공간에 공기를 주입하여 구성하는 것으로, 공급부의 열이 냉각부로 전달되는 것을 줄여줄 뿐만 아니라 냉각부에서 형성된 처리수가 막과 직접 닿아 오염물질 전달문제가 생기는 것을 막아줄 수 있다.
상기 진공간극은 상기 간극부의 공간을 진공펌프와 연결하여 구성하는 것으로, 상기 간극부의 공간을 진공펌프와 연결하여 공급부와 간극부 사이에 압력의 차이가 생기도록 하여서 상기 처리수의 회수 속도를 빠르게 할 수 있다.
상기 스위프가스간극은 상기 간극부의 공간에 스위프 가스(sweep gas)를 공급하여 구성하는 것으로, 차가운 비활성 기체인 스위프 가스를 상기 간극부의 공간에 지속적으로 흐르도록 하여서 상기 처리수의 회수 속도를 빠르게 할 수 있다.
본 발명의 오염물질제거용 유닛은 비휘발성 이온성 물질과 휘발성 물질을 모두 우수한 효율로 제거할 수 있는 분리막 기술을 적용하여 기존의 수처리용 분리막과 다르게 휘발성 물질까지 높은 제거 효율로 제거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예인 막증류장치에 따르면, 본 발명의 일 실시예인 오염물질제거용 분리막은 기존의 막증류장치에 분리막으로 포함된다. 이러한 경우에는 기존의 분리막의 효과를 유지하면서 추가적인 공정 없이 휘발성 물질까지 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 가습기 또는 정수기는 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 오염물질제거용 분리막을 포함한다. 상기 오염물질제거용 분리막은 상기 가습기의 여과필터 또는 상기 정수기의 여과필터로 이용될 수 있다. 상기 오염물질제거용 분리막은 상기 가습기의 수증기 출구부에 필터 형태로 장착하여 미세한 비휘발성 및 휘발성 물질을 제거하여 오염물질 제거기능 및 소독기능을 할 수 있고, 상기 정수기의 여과필터로 이용될 수 있다.
본 발명의 오염물질제거용 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 유닛 및 이의 용도는 소수성막 및 산화그래핀층을 포함하는 분리막을 이용하여 기존의 분리막의 성능을 적정한 수준으로 유지하면서 기존의 분리막으로는 제거가 어려웠던 휘발성오염물질의 제거율까지 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 오염물질제거용 분리막은 간단한 코팅 방식으로 제조할 수 있고, 수처리용 분리막으로 적용될 수 있으며, 막증류장치, 가습기, 정수기 등의 장치에 오염물질제거용 또는 소독용으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 오염물질제거용 분리막의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 오염물질제거용 유닛이 간극부로 공기간극을 포함하고 냉각부로 콘덴서를 포함하는 예의 개념도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예인 오염물질제거용 유닛이 간극부로 공기간극을 포함하고 냉각부로 냉각수를 포함하는 예의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 가습기의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 실험에 이용한 증발실험반응기의 정면도(a)와 상면도(b)이다.
도 6는 본 발명의 실험예의 1 에서 측정한 실시예 및 비교예들의 에탄올 제거성능의 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7는 본 발명의 실시예의 2 에서 측정한 실시예 및 비교예들의 수증기 회수 성능을 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
제조예
1. 친수성코팅액 및 GO 코팅액의 제조
친수성고분자롤 폴리비닐알코올(PVA, Aldrish사 Poly(vinyl alcohol), 99+%hydrolyzed 제품, 중량평균분자량 89,000~98,000 g/mol) 1 g을 용매인 물 1,000 g과 90 oC이상으로 가열 및 혼합하여 친수성고분자를 0.1 중량%로 포함하는 친수성코팅액을 제조하였다.
산화그래핀 2 g을 용매인 물 1,000g (또는 mol)과 혼합하여 0.2 중량% GO코팅액을 제조하였다.
2. 오염물질제거용 분리막의 제조
가열판 위에 소수성막인 PTFE(Milipore사, 지름 47 mm 크기의 필름상)을 고정시키고 가열판의 온도를 50 ℃로 유지하였다. 상기 소수성막에 에어프러쉬를 이용하여 상기 친수성코팅액을 1~2 ml를 도포하고 10분간 건조시켜서 소수성막에 친수화층을 형성시켰다.
상기 친수화층에 상기 GO코팅액을 에어브러쉬를 이용하여 도포하였고, 30분동안 건조시켜서 산화그래핀층을 형성하여, 실시예 1의 오염물질제거용 분리막을 제조하였다.
실험예
1. 실시예 1의 오염물질제거용 분리막의 휘발성물질 제거 성능 평가
도 5 (a) 및 (b)는 본 발명의 실험예에서 사용한 증발기의 개념도이다. 상기 도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 제조예에서 제조한 오염물질제거용 분리막인 실시예 1의 분리막을 소수성막이 노출된 면인 제1면을 반응기의 공급부 쪽에 위치하도록 하고, 공급부에 휘발성 유기용매인 에탄올을 주입하여 휘발성 오염물질이 실시예 1의 분리막을 통과하는지 여부를 시간에 따른 증발량을 측정하여 시험하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
비교예 1로, 분리막을 설치하지 않은 증발기에 에탄올을 이용하여 상기 실시예 1의 성능 평가와 동일한 방법으로 실험하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
비교예 2로, 분리막으로 소수성막인 PTFE(Milipore사 제품)을 이용하여 상기 실시예 1의 성능 평가와 동일한 방법으로 실험하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
비교예 3으로, 분리막으로 상기 비교예 2의 소수성막에 PVA 코팅층만을 형성한 비교예 3의 분리막을 이용하여 상기 실시예 1과 성능 평가와 동일한 방법으로 실험하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6의 실험 결과를 참조하면, 분리막이 설치되지 않은 비교예 1의 결과와, 소수성막 자체만을 이용한 비교예 2의 결과나, 소수성막에 친수성고분자인 PVA 코팅층이 형성된 비교예 3의 결과를 참조하면, 휘발성 물질인 에탄올을 모두 동등한 수준으로 투과시켜서, 비교예 2 및 비교예 3에 의하여도 휘발성 물질의 제거가 거의 이루어지지 않는다는 점을 확인할 수 있었다.
2. 실시예 1의 오염물질제거용 분리막의 수증기 회수 성능 평가
상기 실험예의 1.과 동일한 반응기를 이용하여 동일한 방법으로 실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 수증기 회수 성능 평가를 하였다. 다만, 반응기의 공급부에 휘발성 물질인 에탄올을 대신하여 물을 공급하여 실험하였고, 시간에 따른 물의 회수량을 도 7의 그래프로 나타내었다.
상기 도 7을 참조하면, 실시예 1의 분리막은 비교예 2 및 비교예 3보다는 시간당 수증기의 회수율은 떨어지지만 산화그래핀층을 형성하였음에도 수증기의 회수는 일정한 수준 이상으로 확인할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 산화그래핀층 20: 소수성막
30: 친수화층
100: 오염물질제거용 분리막 110: 분리막지지부
200: 공급부
300: 냉각부 310: 콘덴서
320: 냉각수
400: 간극부
500: 오염물질제거용 유닛

Claims (20)

  1. 소수성막, 그리고 상기 소수성막의 전부 또는 일부를 덮는 산화그래핀(Graphene Oxide)층을 포함하고,
    상기 소수성막은 상기 산화그래핀층과 마주보는 면이 친수화처리된 것인 오염물질제거용 분리막.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오염물질제거용 분리막은, 상기 소수성막과 상기 산화그래핀층의 사이에는 친수화층을 더 포함하는 것인 오염물질제거용 분리막.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소수성막은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE, Polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF, Polyvinylidene fluoride), 폴리술폰 (PSF, Polysulfone), 폴리프로필렌 (PP, Polypropylene), 폴리아미드 (PA, Polyamide), 폴리에틸렌 (PE, Polyethylene), 폴리이미드(Polyimide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 소수성고분자를 포함하는 것인 오염물질제거용 분리막.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 친수화층은 폴리비닐알코올(PVA, Polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(PVP, Polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌글리콜(PEG, Polyethylen glycol), 셀룰로오스아세테이트 (CA, Cellulose acetate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 친수성고분자를 포함하는 것인 오염물질제거용 분리막.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산화그래핀층은 산화그래핀입자를 포함하는 것인 오염물질제거용 분리막.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산화그래핀층은 그 두께가 100 nm 내지 10 um인 것인 오염물질제거용 분리막.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산화그래핀층은 그 두께가 1 내지 2 um인 것인 오염물질제거용 분리막.
  8. 소수성막의 일표면을 친수화처리를 하여 친수화처리된 소수성막을 제조하는 친수화처리단계, 그리고
    상기 소수성막의 친수화처리된 일면(一面)에 산화그래핀입자를 포함하는 GO코팅액을 도포하여 산화그래핀층을 형성하는 산화그래핀층형성단계
    를 포함하는 오염물질제거용 분리막의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 친수화처리단계는, 소수성막에 친수화고분자를 포함하는 친수성코팅액을 도포하여 친수화층을 형성하는 과정을 포함하는 것인 오염물질제거용 분리막의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 친수화처리된 소수성막에 GO코팅액을 도포하여 산화그래핀층을 형성하는 과정, 상기 소수성막에 친수성코팅액을 도포하여 친수화층을 형성하는 과정, 및 이들의 조합에서 선택되는 어느 하나의 과정은 에어브러쉬(air brush), 네불라이저(nebulizer), 분무기(atomizer), 전기분사(electrospray) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 미세분사방법을 이용하는 것인 오염물질제거용 분리막의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 친수화처리단계, 산화그래핀층형성단계, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단계는 상기 소수성막의 온도를 20 ℃ 내지 50 ℃로 하여 이루어지는 것인 오염물질제거용 분리막의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 GO코팅액은 용매 및 산화그래핀입자를 포함하고,
    상기 용매는 물, 에틸렌 글리콜 (ethylene glycol) DMF (Dimethylformamide), NMP (Methylpyrrolidone) THF (Tetrahydrofuran) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 오염물질제거용 분리막의 제조방법.
  13. 소수성막 및 산화그래핀(Graphene Oxide)층을 포함하는 오염물질제거용 분리막을 포함하여 휘발성 오염물질 제거효율을 향상시킨 오염물질제거용 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 오염물질제거용 유닛은,
    산화그래핀층 및 소수성막을 포함하는 오염물질제거용 분리막,
    상기 오염물질제거용 분리막의 소수성면으로 유입수 또는 이의 수증기를 공급하는 공급부, 그리고
    상기 오염물질제거용 분리막을 통과한 처리수가 응축, 회수되는 냉각부
    를 포함하는 오염물질제거용 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 오염물질제거용 유닛은 상기 오염물질제거용 분리막과 상기 냉각부 사이에 위치하는 공간인 간극부를 더 포함하는 것인 오염물질제거용 유닛.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 냉각부는 콘덴서(condenser), 냉각수(cooling water) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 오염물질제거용 유닛.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 간극부는
    상기 간극부의 공간에 공기를 주입하여 구성하는 공기간극,
    상기 간극부의 공간을 진공펌프와 연결하여 구성하는 진공간극, 및
    상기 간극부의 공간에 스위프 가스(sweep gas)를 공급하여 구성하는 스위프가스간극으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 오염물질제거용 유닛.
  18. 제1항에 따른 오염물질제거용 분리막을 포함하는 막증류장치.
  19. 제1항에 따른 오염물질제거용 분리막을 포함하는 가습기.
  20. 제1항에 따른 오염물질제거용 분리막을 포함하는 정수기.
KR1020120109506A 2012-09-28 2012-09-28 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도 KR101926832B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120109506A KR101926832B1 (ko) 2012-09-28 2012-09-28 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도
US14/415,625 US9636640B2 (en) 2012-09-28 2013-09-27 Separation membrane, method for preparing the same and unit for purification
PCT/KR2013/008682 WO2014051377A1 (en) 2012-09-28 2013-09-27 Separation membrane, method for preparing the same and unit for purification
CN201380036413.9A CN104428053B (zh) 2012-09-28 2013-09-27 分离膜、其制备方法及净化单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120109506A KR101926832B1 (ko) 2012-09-28 2012-09-28 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140042576A true KR20140042576A (ko) 2014-04-07
KR101926832B1 KR101926832B1 (ko) 2018-12-07

Family

ID=50388663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120109506A KR101926832B1 (ko) 2012-09-28 2012-09-28 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9636640B2 (ko)
KR (1) KR101926832B1 (ko)
CN (1) CN104428053B (ko)
WO (1) WO2014051377A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015137678A1 (ko) * 2014-03-12 2015-09-17 한양대학교 산학협력단 산화그래핀 코팅층을 포함하는 복합막, 이를 포함하는 다공성 고분자 지지체 및 이의 제조방법
CN107218685A (zh) * 2016-03-21 2017-09-29 中山市创思泰新材料科技股份有限公司 一种膜式分子加湿器
WO2019139435A1 (ko) * 2018-01-12 2019-07-18 주식회사 스탠다드그래핀 수처리용 그래핀 필터 모듈
CN114053888A (zh) * 2021-11-19 2022-02-18 泰州九润环保科技有限公司 一种亲水导电蒸馏膜及其制备方法和使用方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10584926B1 (en) * 2013-12-19 2020-03-10 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc System and method for cooling using a heat exchanger having a membrane
CN106102883B (zh) * 2014-03-07 2019-05-17 汉阳大学校产学协力团 用于气体分离的氧化石墨烯纳米复合膜、还原的氧化石墨烯纳米复合膜及其制备方法
US10220353B2 (en) * 2014-08-28 2019-03-05 Bha Altair, Llc Filter water management using hydrophilic material
CN104841291B (zh) * 2015-05-21 2017-10-27 南京工业大学 一种有效增强氧化石墨烯膜脱水性能的方法
WO2017044845A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Nitto Denko Corporation Selectively permeable graphene oxide/ polyvinyl alcohol membrane for dehydration
US20170113190A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 Industrial Technology Research Institute Water separation composite membrane
US9795930B2 (en) 2015-10-22 2017-10-24 Industrial Technology Research Institute Water separation composite membrane
CN106606931B (zh) * 2015-10-27 2019-11-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 高稳定性海水淡化膜及其制法和应用
CN107999280B (zh) * 2017-12-01 2022-05-06 青岛中科鹏润节能技术有限公司 一种包含石墨烯的电吸附精制滤芯及其制造方法
CN108404682A (zh) * 2018-03-12 2018-08-17 黄启洋 一种氧化石墨烯薄膜及其制备方法、制备装置和应用
CN108479415A (zh) * 2018-04-16 2018-09-04 深圳弗尔斯特环境健康技术有限公司 一种氧化石墨烯复合水处理膜及其制备方法
US20210253455A1 (en) * 2018-07-11 2021-08-19 Shanghai Tetrels Material Technology Co., Ltd. Devices and methods for water treatment
KR102583829B1 (ko) * 2018-07-20 2023-10-05 한국전자통신연구원 분리막의 표면처리 방법
CN108912476A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 朱圣伟 一种用于面料的高强度疏水性薄膜及其制备方法
CN109569332B (zh) * 2018-12-27 2021-12-21 华南理工大学 一种高透湿高疏水氧化石墨复合膜及其制备方法
CN110420567B (zh) * 2019-07-12 2022-04-22 中国工程物理研究院材料研究所 一种石墨烯疏水膜的制备方法及膜蒸馏的应用方法
CN110917895B (zh) * 2019-12-30 2022-01-25 南京公诚节能新材料研究院有限公司 一种含石墨烯微片的直饮水处理膜及其制备方法
CN114452840B (zh) * 2022-01-28 2023-06-16 中山大学 一种基于静电喷雾的氧化石墨烯改性分离膜及其制备和应用
KR20230161564A (ko) 2022-05-18 2023-11-28 주식회사 아모그린텍 내오염성 나노섬유 분리막 및 이의 제조방법
CN115350602B (zh) * 2022-08-08 2023-07-28 东莞理工学院 一种用于油水分离的具有光热和电热效应的疏水亲油膜及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080149561A1 (en) * 2006-12-05 2008-06-26 Benjamin Chu Articles Comprising a Fibrous Support
KR20090079498A (ko) * 2008-01-18 2009-07-22 한국화학연구원 막 증류용 분리막 모듈 장치 및 그를 이용한 고효율의 막증류 분리공정
US20100105834A1 (en) * 2008-08-19 2010-04-29 Tour James M Methods for Preparation of Graphene Nanoribbons From Carbon Nanotubes and Compositions, Thin Films and Devices Derived Therefrom
WO2010074918A1 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 The Trustees Of The University Of Pennsylvania High yield preparation of macroscopic graphene oxide membranes
KR20110016287A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 고양미 그래핀 산화물의 코팅방법
US20110079748A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Ruoff Rodney S Exfoliation of Graphite Oxide in Propylene Carbonate and Thermal Reduction of Resulting Graphene Oxide Platelets
US20120021224A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-26 Clean Energy Labs, Llc Graphene/graphene oxide platelet composite membranes and methods and devices thereof
CN102600734A (zh) * 2012-03-27 2012-07-25 南京工业大学 增强型氧化石墨烯中空纤维复合膜及其制备方法
US20130192461A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Empire Technology Development, Llc Accelerating transport through graphene membranes

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8709213B2 (en) * 2007-05-14 2014-04-29 Northwestern University Composite graphene oxide-polymer laminate and method
WO2009134492A2 (en) * 2008-02-05 2009-11-05 Aksay Ilhan A Functionalized graphene sheets having high carbon to oxygen ratios
KR101736462B1 (ko) * 2009-09-21 2017-05-16 한화테크윈 주식회사 그래핀의 제조 방법
KR101603766B1 (ko) 2009-11-13 2016-03-15 삼성전자주식회사 그라펜 적층체 및 그의 제조방법
CN101983758B (zh) * 2010-10-21 2013-06-12 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 高分子/无机纳米复合分离膜及其制备方法
CN102180437B (zh) * 2010-12-07 2013-03-27 中国科学技术大学 基于石墨烯的红外机敏透明薄膜器件的制备方法及其器件
CN102614788A (zh) 2012-02-29 2012-08-01 青岛大学 一种聚醚砜/氧化石墨烯复合超滤膜的制备方法
US9527043B2 (en) * 2012-05-17 2016-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Gas separation membrane and method of preparing the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080149561A1 (en) * 2006-12-05 2008-06-26 Benjamin Chu Articles Comprising a Fibrous Support
KR20090079498A (ko) * 2008-01-18 2009-07-22 한국화학연구원 막 증류용 분리막 모듈 장치 및 그를 이용한 고효율의 막증류 분리공정
US20100105834A1 (en) * 2008-08-19 2010-04-29 Tour James M Methods for Preparation of Graphene Nanoribbons From Carbon Nanotubes and Compositions, Thin Films and Devices Derived Therefrom
WO2010074918A1 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 The Trustees Of The University Of Pennsylvania High yield preparation of macroscopic graphene oxide membranes
KR20110016287A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 고양미 그래핀 산화물의 코팅방법
US20110079748A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Ruoff Rodney S Exfoliation of Graphite Oxide in Propylene Carbonate and Thermal Reduction of Resulting Graphene Oxide Platelets
US20120021224A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-26 Clean Energy Labs, Llc Graphene/graphene oxide platelet composite membranes and methods and devices thereof
US20130192461A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Empire Technology Development, Llc Accelerating transport through graphene membranes
CN102600734A (zh) * 2012-03-27 2012-07-25 南京工业大学 增强型氧化石墨烯中空纤维复合膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
중국특허공개공보 102600734(2012.07.25.) 1부. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015137678A1 (ko) * 2014-03-12 2015-09-17 한양대학교 산학협력단 산화그래핀 코팅층을 포함하는 복합막, 이를 포함하는 다공성 고분자 지지체 및 이의 제조방법
US10668694B2 (en) 2014-03-12 2020-06-02 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) Composite film including a graphene oxide coating layer, a porous polymer support including the same and a method for preparing the same
CN107218685A (zh) * 2016-03-21 2017-09-29 中山市创思泰新材料科技股份有限公司 一种膜式分子加湿器
WO2019139435A1 (ko) * 2018-01-12 2019-07-18 주식회사 스탠다드그래핀 수처리용 그래핀 필터 모듈
CN114053888A (zh) * 2021-11-19 2022-02-18 泰州九润环保科技有限公司 一种亲水导电蒸馏膜及其制备方法和使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104428053B (zh) 2017-05-03
US20150165385A1 (en) 2015-06-18
KR101926832B1 (ko) 2018-12-07
CN104428053A (zh) 2015-03-18
WO2014051377A1 (en) 2014-04-03
US9636640B2 (en) 2017-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101926832B1 (ko) 분리막, 이의 제조방법, 이를 포함하는 오염물질제거용 유닛, 및 이의 용도
US9751052B2 (en) Triple layer hydrophobic-hydrophilic membrane for membrane distillation applications
AU2019200816B2 (en) Membrane distillation apparatus and hydrophobic porous membrane
Jian et al. Separation of dilute organic/water mixtures with asymmetric poly (vinylidene fluoride) membranes
CA2762169C (en) Thin film pervaporation membranes comprising nanoparticle aggregate
Huang et al. Study on characterization and pervaporation performance of interfacially polymerized polyamide thin-film composite membranes for dehydrating tetrahydrofuran
Liu et al. Preparation and characterization of novel thin film composite nanofiltration membrane with PVDF tree-like nanofiber membrane as composite scaffold
Ma et al. Electrospun nanofibrous membranes for desalination
Eljaddi et al. Development of new pervaporation composite membranes for desalination: Theoretical and experimental investigations
CN102773024A (zh) 一种中空纤维式正渗透膜的制备方法
Abdallah et al. Hydrophobic polyethersulfone porous membranes for membrane distillation
CN102698618B (zh) 一种用于膜蒸馏过程的聚醚砜多孔膜及其制备方法
KR20200075347A (ko) 고염배제율을 갖는 중공사형 나노분리막 모듈 및 그 제조방법
EP2432578B1 (en) Thin film pervaporation membranes
KR101564759B1 (ko) 막 증류 수처리 용 분리막
JPH0347521A (ja) 分離膜及びその使用方法
Jusoh et al. Modifications on Polymeric Membranes for Isopropanol Dehydration Using Pervaporation: A Review
Selim Advances in polymer membranes for pervaporation
Nasir et al. Nanofiber-Based Forward Osmosis Membrane for Desalination
WO2021158173A1 (en) Composite membrane and methods of fabrication thereof
Alsalhy et al. Polyvinyl alcohol/Polyvinyl chloride (Pva/Pvc) hollow fiber composite nanofiltration membranes for water treatment
Moulik et al. Pervaporation Membrane Separation: Fundamentals and Applications
CN115382403A (zh) 一种具有挥发性物质截留特性的膜蒸馏用复合膜及其制备方法
CN114749035A (zh) 低压大通量中空纤维纳滤膜、其制备方法及其应用
CN115430291A (zh) 一种抗污染反渗透膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant