KR20160065756A - 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인 및 이의 제조 방법 - Google Patents
역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인 및 이의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160065756A KR20160065756A KR1020150167642A KR20150167642A KR20160065756A KR 20160065756 A KR20160065756 A KR 20160065756A KR 1020150167642 A KR1020150167642 A KR 1020150167642A KR 20150167642 A KR20150167642 A KR 20150167642A KR 20160065756 A KR20160065756 A KR 20160065756A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- membrane
- active separation
- cover layer
- separation layer
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 114
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 title abstract 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 114
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 26
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 25
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical group CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 34
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 16
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 7
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 6
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 5
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920000333 poly(propyleneimine) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- -1 poly (amide amine Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 125000000467 secondary amino group Chemical group [H]N([*:1])[*:2] 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 5
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 5
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 3
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 2
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 2
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical compound [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000029422 Hypernatremia Diseases 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- LALZCNQWCZQCLW-UHFFFAOYSA-M azanium dodecyl(triethyl)azanium dibromide Chemical compound [Br-].C(C)[N+](CCCCCCCCCCCC)(CC)CC.[Br-].[NH4+] LALZCNQWCZQCLW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000149 chemical water pollutant Substances 0.000 description 1
- JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N chlorine chlorite Inorganic materials ClOCl=O JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- XJWSAJYUBXQQDR-UHFFFAOYSA-M dodecyltrimethylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C XJWSAJYUBXQQDR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- 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
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- 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
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/027—Nanofiltration
-
- 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
- B01D67/0006—Organic membrane manufacture by chemical reactions
-
- 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
- B01D67/0093—Chemical modification
-
- 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
- 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
- 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
- B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
- B01D69/1251—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction by interfacial polymerisation
-
- 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
- B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
- B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
-
- 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
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/36—Hydrophilic membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Abstract
본 발명은 고분자 화학 분야와 관련되며, 예를 들어 산업용수의 처리, 해수 탈염을 위해 사용되는 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 매우 뛰어난 오염 특성을 갖는 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 적어도 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인을 통해 해결되며, 상기 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인은 캐리어 층, 상기 캐리어 층 위에 적어도 하나의 기공성 보호층, 상기 기공성 보호층 위에 적어도 하나의 능동 분리 층과 상기 능동 분리 층 위에 배열된 적어도 하나의 커버 층으로 구성되고, 상기 능동 분리 층은 상기 능동 분리 층 표면에 산 염화물 기를 구비한 폴리아미드로 구성되며, 상기 커버 층은 작용기를 포함하는 적어도 하나의 고분자로 구성되며, 상기 커버 층의 작용기는 상기 능동 분리 층의 폴리아미드의 산 염화물 기와 화학 반응으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 폴리아미드로 구성된 상기 능동 분리 층 위에 바로 이어서 적어도 하나의 커버 층을 제공하는 방법을 통해 달성된다.
본 발명의 목적은 매우 뛰어난 오염 특성을 갖는 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 적어도 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인을 통해 해결되며, 상기 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인은 캐리어 층, 상기 캐리어 층 위에 적어도 하나의 기공성 보호층, 상기 기공성 보호층 위에 적어도 하나의 능동 분리 층과 상기 능동 분리 층 위에 배열된 적어도 하나의 커버 층으로 구성되고, 상기 능동 분리 층은 상기 능동 분리 층 표면에 산 염화물 기를 구비한 폴리아미드로 구성되며, 상기 커버 층은 작용기를 포함하는 적어도 하나의 고분자로 구성되며, 상기 커버 층의 작용기는 상기 능동 분리 층의 폴리아미드의 산 염화물 기와 화학 반응으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 폴리아미드로 구성된 상기 능동 분리 층 위에 바로 이어서 적어도 하나의 커버 층을 제공하는 방법을 통해 달성된다.
Description
본 발명은 고분자 화학 분야와 관련되며, 예를 들어 산업용수의 처리, 해수 탈염(desalination of sea water), 지속적인 유기물 유해물질(POP) 제거 또는 쥬스 또는 머스트(must)의 농축을 위해 사용되는 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인 및 상기 멤브레인을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
나노필터는 압력으로 작동되는 멤브레인 방법이며, 상기 방법은 용해된 분자, 중금속-이온 및 다른 소립자를 억제한다. 나노필터에서 사용되는 멤브레인은 최대 2nm의 기공 크기를 갖고, 이러한 멤브레인은 울트라 필터 및 마이크로 필터에서 사용되는 거친 멤브레인과 구분된다. 모든 용해 물질을 용매로부터 완벽하게 분리하기 위해서는 당연히 역삼투의 정교한 방법이 필요하다. 역삼투와 비교해 볼 때, 나노필터는 이에 대응하는 거친 필터 및 낮은 작동 압력(operating pressure)이 사용된다. 물론 필터에 사용되는 멤브레인은 대부분 제한된 온도 또는 화학 내구성만 갖기 때문에 이러한 방법의 응용은 일반적으로 수처리(water tretment)에 국한된다.
역삼투 또는 역 침투(reverse osmosis)는 액체로 용해된 물질을 농축하기 위한 물리적 방법이며, 이러한 농축에서 자연적인 삼투 공정(osmosis process)이 압력을 통해 뒤바뀐다. 매체, 즉 특정 물질의 농도가 감소 되어야 하는 이러한 매체는 반 투과(semi-permeable) 멤브레인을 통해 농도가 증가 되어야 하는 매체와 분리된다. 이것은 농도 보정에 대한 삼투 요구 조건으로 인해 발행하는 압력보다 높아야 하는 그러한 압력에 의해 좌우된다. 이로 인해, 용매의 분자는 "자연적인" 삼투의 분산 방향(dispersion direction)에 대해 반대 방향으로 이동한다. 상기 방법은 용해된 물질이 덜 농축되어 있는 칸막이(compartment) 쪽으로 상기 용매 분자에 압력을 가한다.
식용수는 0.2MPa 미만의 삼투 압력을 갖고, 상기 압력은 사용된 멤브레인과 장비 구성에 따라 식용수 0.3MPa 내지 3MPa의 역삼투압을 위해 사용된 압력이다. 해수 탈염을 위해 6 내지 8MPa의 압력이 필요하며, 그 이유는 일반적으로 해수가 식용수에 비해 약 3MPa 가량 높은 삼투 압력을 갖기 때문이다. 몇몇 응용은, 예를 들어 매립지 침출액(landfill leachate)의 농축을 위해 높은 압력이 이용된다.
캐리어 액체(용매)만 투과하고, 용해된 물질(용질(solute))을 억제하는 역삼투 멤브레인은 이러한 높은 압력을 견뎌내야만 한다. 압력의 차이가 삼투압 기울기를 초과하여 보정되면, 용제 분자는 필터의 경우처럼 멤브레인을 통해 조절되고, 반면에 "오염물질" 분자는 억제된다. 고전적인 의미에서 멤브레인 필터와 반대로 삼투압 멤브레인은 관통 기공을 구비하지 않는다. 오히려, 이온 및 분자가 멤브레인 재료로 인해 분산됨으로써 이온 및 분자가 멤브레인을 지나 이동한다.
그러한 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인에 대하여 다양한 제조법 뿐 아니라 다양한 해결방법이 공지되어 있다.
하나의 해결책은 비대칭 복합 멤브레인(composite membrane)이다. 비대칭 복합 멤브레인은 일반적으로 부직포와 같은 기공성 캐리어 재료, 그 캐리어 재료 위에 제공되며 바람직하게는 폴리설폰 또는 폴리에테르설폰으로 구성된 기공성 보호층 및 기공성 보호층 위에 제공된 능동 분리 층으로 구성되며, 능동 분리 층은 교차결합된 아로마 또는 부분 아로마 폴리아미드로 구성된다. 그와 같은 멤브레인은 높은 염 제거율(<99%), 비교적 높은 '투과성(permeability)'을 갖는다(3.5 l/m2 h MPa). 이러한 멤브레인의 단점은 오염될 경향이 높고, Cl2, HOCl OCl-와 같은 유리 염소를 함유한 종(free chlorine species)에 비해 매우 민감하다는 것이다.
일반적으로 오염이란, 작동하는 동안 무기물 또는 유기물 물 내용물이 결합한 결과로 인한 투과성 감소로 이해될 수 있고, 역행할 수 있거나 또는 역행할 수 없다. 역행할 수 없는 유기물 오염(유기물 물 내용 물질이 폴리아미드층에 역행할 수 없도록 결합 됨)은 멤브레인 표면과 물 내용물 사이의 소수성(hydrophobic) 상호 작용 및 π-π-상호 작용을 통해 해결된다.
공급 스트림(supply stream)의 예비 정선(preliminary cleaning), 즉 장치의 구조 설비, 작동 조건 및 세척 방법과 함께 멤브레인 표면의 화학 및 물리적 특성은 오염 감소를 위한 일반적인 측면을 나타낸다.
상기 공급 스트림의 예비 정선은 여러 소독 단계를 거치며, 대부분 유리 염소(free chlorine) 및 차아염소산염(hypochlorite)과 같이 염소를 함유한 매체가 사용된다. 폴리아미드가 유리 염소의 영향으로 인해 빠르게 분해된다는 것은 이미 공지되어 있다. 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인과 접촉하기 전에 유리 염소를 함유한 종의 비활성화에도 불구하고 각 세척 사이클에서 멤브레인이 손상되는 위험이 존재한다.
오염 감소를 위해 멤브레인 표면의 화학 및 물리적 특성의 변화는, 폴리아미드(polyamide) 층의 화학적 조성물을 변화시키거나 또는 친수성(hydrophil) 중합체로 표면을 변형함을 통해 달성될 수 있다. 이러한 변형을 위해 사용되는 물질은 상기 유리 염소를 함유한 종에 대해 가능하면 비활성이어야 하고 및/또는 폴리아미드층을 위해 그러한 물질의 대류(convection)를 감소시켜야 한다.
S. Yu et al: J. Membr. Sci. 379(2011) 164 및 M. Liu et al: Desalination 288(2012) 98은 박막 멤브레인을 공지하고 있는데, 이 박막 멤브레인은 상 경계 중합 작용(phase boundary polymerization)에 의해 제조되고 폴리비닐아민이 아민 성분으로서 사용된다.
Y.-C. Chiang et al: J. Membr. Sci. 326(2009) 19-26 및 C. Wu et al: J. Membr. Sci. 472(2014) 141-153은 고분지상 폴리에틸렌아민으로 구성된 코팅을 구비한 박막 멤브레인을 공지하고 있는데, 이 박막 멤브레인도 마찬가지로 상 경계 중합 작용에 의해 제조된다.
EP 0780152 B1은 반투과성 복합 멤브레인(composite membrane) 및 이 복합 멤브레인을 제조하기 위한 방법을 공지하고 있으며, 이 복합 멤브레인은 미소기공성 기판(microporous substrate)으로 구성되며, 기판에는 폴리설폰-멤브레인과 같은 반투과성 미소기공성기판-멤브레인이 제공되며, 폴리설폰-멤브레인의 적어도 한 면에는 물 투과성 고분자층(polymer layer)이 제공되며, 고분자층은 프로프릴아민과 같은 지방성 아민-말단 덴드리머(dendrimer) 및 그것과 중합 작용하는 톨루엔 디소시아네이트와 같은 화합물의 경계면 중합 작용 생성물 또는 카르복실산 염화물 또는 설폰산 염화물을 포함한다. 이 복합 멤브레인은 지방성 아민-말단 덴드리머와 이와 함께 중합될 화합물 사이의 경계면-중합 반응을 통해 제조된다.
수지상(dendritic) 폴리(아미도아민)(PAMAM) 박막 멤브레인의 능동 분리 층으로 모노폴리머라이제이션(mono polymerization)하는 것도 공지되어 있다(L. Li et al: J. Membr. Sci. 269(2006) 84).
알려진 바와 같이 상 경계 중합 작용에서 산 염화물 기(group)는 적어도 폴리아미드층의 표면에 달라붙어 있다. Kang et al: Polymer 48(2007) 1165에 따르면 산 염화물 기와 아민 기의 화학 반응으로 인한 아민-말단 폴리에틸린글리콜-모노메틸 에테르의 화학적 결합을 통해 폴리아미드 표면이 변형된다. 이를 위해 산 염화물 용액이 상 경계 중합 작용에 따라 제거되고, 멤브레인은 아민-말단 폴리에틸렌글리콜-모노메틸 에테르의 묽은 용액으로 커버 된다. 오염 방지 작용은 도데실트리에틸브롬화암모늄 용액 및 묽은 타닌 용액을 구비한 필터 실험을 통해 실시되었다. 그러나 투과 유량 및 염 제거율 값은 기재되지 않았다.
Zou et al: Sep. Pur. Technol. 72(2010) 256은 폴리아미드층 표면에 있는 산 염화물 기가 m-페닐렌디아민과 반응하는 것을 공지하고 있다. 이를 위해, 산 염화물 용액이 경계면 중합 작용에 따라 제거되고, 표면은 디아민의 수용액과 접촉되어 반응한다. 또 다른 단계에서 멤브레인 표면은 디아민 용액이 제거되고 난 후 다시 산 염화물 용액과 접촉하게 된다. 이러한 단계의 표면에서 발생한 산 염화물 기는 산 염화물 용액이 제거되고 난 후 디아민 수용액으로 커버 된다. 이같은 "다층 멤브레인"은 "단층 멤브레인"과 비교할 때 약간 개선된 투과 유량 및 약간 증가한 염 제거율을 입증해 주었다. 도데실트리메틸암모늄 브로마이드 용액 및 휴믹산 수용액을 구비한 필터 실험에 따라 "다층 멤브레인"의 오염 경향은 "단층 멤브레인"과 비교해 볼 때 감소 되었다.
US 6,177,011 B1은 폴리아미드로 구성된 층 및 폴리아미드로 구성된 층과 상기 층에 추가로 제공된 폴리비닐알코올로 구성된 분리 층을 구비한 캐리어 재료로부터 제조된 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인을 공지하고 있으며, 이 멤브레인은 높은 염 제거 능력, 높은 투수성(water permeability) 및 높은 오염 내구성을 갖는다.
I.-C. Kim et al: Ind. Eng. Chem. 10(2004) 115는 나노필터-역삼투 멤브레인을 공지하고 있으며, 이 멤브레인은 추가로 폴리비닐알코올을 통해 변형된다. 고정을 위해 폴리비닐알코올은 글루타르알데히드와 교차 결합한다. 나노필터 멤브레인의 경우 변형은 투과성 감소 및 염 저류(salt retention) 증가의 결과를 가져왔고, 반면 역삼투 멤브레인의 경우 반대 효과(opposite effect)가 관찰되었다.
상기 멤브레인 기술에서 오염이란 멤브레인의 오염으로 이해할 수 있다. 한외여과(ultrafiltration) 및 미세여과(microfiltration)의 경우, 필터 공정은 매우 강력한 필터 케이크 형성(오염)의 영향을 받는다. 이러한 필터 케이크 형성으로 인해 필터 효과가 매우 손상된다.
모든 공지된 해결법들의 단점은 각각의 오염 특성이 단독으로 또는 원하는 물 투과성과의 결합으로도 여전히 불충분하다는 데 있다.
본 발명의 목적은 용질(solute)과 특히 염에 대한 매우 뛰어난 잔류(retention) 능력과 매우 뛰어난 오염 특성을 갖는 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인 및 이러한 멤브레인을 제조하기 위한 용이하고 비용면에서 저렴한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적은 청구항에 기재된 발명을 통해 해결된다. 바람직한 실시 형태는 종속항에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인은 적어도 하나의 캐리어 층, 상기 캐리어 층 위에 배열된 적어도 하나의 기공성 보호층, 상기 기공성 보호층 위에 배열된 적어도 하나의 능동 분리 층과 이어서 다시 상기 능동 분리 층 위에 제공된 적어도 하나의 커버 층으로 구성되고, 상기 능동 분리 층은 적어도 상기 능동 분리 층 표면에 산 염화물 기를 구비한 폴리아미드의 상경계 중합 작용을 통해 제공되고, 상기 커버 층은 적어도 하나의 작용기(functional group)포함-고분자로 구성되며, 상기 커버 층의 작용기는 상기 능동 분리 층의 폴리아미드의 산 염화물 기와 화학 반응으로 결합 되어 있다.
바람직하게는, 상기 캐리어 층은 직물(textile fabric), 바람직하게는 부직포이다.
마찬가지로, 상기 기공성 보호층은 바람직하게는 폴리설폰 또는 폴리에테르설폰으로 구성된다.
또한, 상기 커버 층은 바람직하게는 작용기를 포함하는 적어도 하나의 고분자로 구성되며, 상기 고분자는 수용액(aqueous solution) 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물에서 용해될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 커버 층은 작용기를 포함하는 적어도 하나의 고도로 분지된 고분자로 구성된다.
상기 커버 층은 폴리에틸렌아민 및/또는 폴리프로필렌아민 및/또는 폴리(아미드아민) 및/또는 폴리아민 및/또는 폴리에테롤 및/또는 폴리올 및/또는 폴리사카라이드 및/또는 키토산으로 구성되는 것이 바람직하다.
역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인 제조를 위한 본 발명에 따른 방법에서 상기 캐리어 층에 적어도 하나의 기공성 보호층이 제공되고, 이어서 상기 보호층 위에 폴리아미드로 구성된 적어도 하나의 능동 분리 층이 상 경계 중합 작용을 통해 제공되며, 상기 능동 분리 층 위에는 바로 이어서 적어도 하나의 작용기-포함-고분자로 구성된 커버 층이 제공된다.
바람직하게는, 상기 커버 층은 능동 분리 층의 경계 중합 작용 이후 바로 스프레이 방법 또는 스크래퍼 방법 또는 침지 방법, 바람직하게는 스프레이 방법을 통해 수용액 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물 용액의 형태로 상기 능동 분리 층에 제공된다.
마찬가지로, 상기 커버 층은 바람직하게는 수용액으로서 제공된다.
또한, 바람직하게는 상기 작용기를 포함하는 고분자는 수용액 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물의 용액에서 5 내지 30 MA%, 바람직하게는 10 내지 20 Ma%의 농도로 사용된다.
본 발명에 따른 해결을 통해 처음으로 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인을 제공하는 것이 가능해 졌으며, 상기 멤브레인은 용해된 물질, 특히 염의 매우 뛰어난 억제 능력을 가진다. 이러한 멤브레인은 본 발명에 따라 용이하고 비용면에서 저렴한 방법으로 제조될 수 있다.
이것은 적어도 하나의 캐리어 층으로 구성되는 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인을 통해 달성된다. 이러한 캐리어 층은 바람직하게는 부직포와 같은 직물이다. 이러한 캐리어 층 위에는 적어도 기공성 보호층이 제공된다. 이러한 보호층은 바람직하게는 폴리설폰 또는 폴리에테르설폰으로 구성된다. 다시 보호층 위에는 상 경계 중합 작용을 통해 형성되고 산 염화물 기를 갖는 폴리아미드로 구성된 능동 분리 층이 제공되며, 상기 산 염화물 기는 적어도 상기 능동 분리 층의 표면에 배열되어 있다. 이어서, 상기 능동 분리 층 위에는 적어도 하나의 커버 층이 존재하며, 상기 커버 층은 작용기를 포함하는 적어도 하나의 고분자로 구성된다. 바람직하게는 모든 층은 완전히 평평하게 겹쳐서 배열되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 커버 층의 작용기는 능동 분리 층의 폴리아미드의 산 염화물 기와 화학적으로 반응하여 결합 되어 있다. 폴리아미드의 산 염화물 기와 이러한 반응 연결을 달성하기 위해, 상기 작용기는 결합 파트너로서 존재해야만 한다. 따라서, 본 발명에 따라 적어도 하나의 기공성 보호층을 캐리어 층에 제공하고, 이어서 폴리아미드로 구성된 적어도 하나의 능동 분리 층을 상 경계 중합 작용을 통해 상기 보호층에 제공하고, 그 바로 직후 상기 능동 분리 층에 커버 층이 제공된다.
작용기를 포함하는 커버 층의 고분자는 바람직하게는 수용성 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물의 용액에서 용해될 수 있고, 경계 중합 작용을 통해 능동 분리 층이 제공되고 난 후 바로 수용액 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물의 용액 형태로 상기 능동 분리 층으로 제공될 수 있다.
바람직하게는 상기 커버 층의 제공은 작용기를 갖는 고분자의 수용액으로 실시된다.
작용기를 갖는 고분자 용액에서 용매에 있는 고분자는 5 내지 30 Ma%, 바람직하게는 10 내지 20 Ma% 농도로 제공된다.
상기 커버 층 제공은 바람직하게는 스프레이 방법 또는 침지 방법 또는 스크래퍼 방법을 통해 실시된다. 바람직하게는, 상기 커버 층은 스프레이 방법을 통해 제공되는데, 그 이유는 상기 능동 분리 층은 이 시점에서 기계적으로 매우 불안정하고, 능동 분리 층의 손상 또는 분리가 억제되어야 하기 때문이다.
상기 커버 층을 위한 고분자로서 바람직하게는 작용기를 포함하는 고도로 분지된 고분자, 예를 들어 폴리에틸렌아민 및/또는 폴리프로필렌아민 및/또는 폴리(아미드아민) 및/또는 폴리아민 및/또는 폴리에테롤 및/또는 폴리올 및/또는 폴리사카라이드 및/또는 키토산이 제공될 수 있다.
상기 커버 층의 고분자는 바람직하게는 작용기로서 1차 아미노기 및/또는 2차 아미노기 또는 하이드록시기를 구비한다. 또한, 산 염화물 기와 커버 층의 고분자 작용기 사이에 스페이서 기(spacer group)가 배열될 수도 있으므로, 화학 반응을 통한 능동 분리 층과 커버 층의 직접적인 공유 결합이 반드시 제공될 뿐만 아니라, 또한 간접적인 공유 결합도 가능하다. 이로 인해, 상기 고분자와 작용기 결합을 위한 다수의 가능성이 제공된다.
본 발명에 따른 해결로 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인이 제공되며, 상기 멤브레인은 적은 오염 정도와 높은 내염소성을 가지며, 이때 투과성 및 염 억제와 같은 필터 특성이 부정적으로 영향을 받지 않는다.
이것은 본 발명에 따라 바람직하게는 작용기를 갖는 고분지 된 고분자로 구성된 친수성 멀티 기능 층으로 능동 분리 층을 코팅함으로써 달성되며, 상기 작용기는 적어도 폴리아미드로 구성된 능동 분리 층의 표면 위에 존재하는 산 염화물 기와 함께 반응 결합한다. 상기 기들의 공유 결합으로 인해 능동 분리 층에 커버 층의 장기간 안정적인 결합이 가능해 진다.
본 발명에 따른 커버 층은 친수성 멀티 기능 하이드로겔 층이며, 이 하이드로겔 층으로 인해 멤브레인 표면의 친수성이 증가하고, 멤브레인 표면의 거침 정도가 감소 된다. 상기 하이드로겔 층으로 인해 멤브레인 표면의 친수성이 증가하고 물과 유사 또는 동일한 친수성이 달성되므로, 멤브레인에서 용해된 물질의 오염 정도가 감소되며, 이로써 본 발명에 따른 멤브레인의 바람직한 특성이 제공된다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
실시예 1(비교예)
본 발명에 따른 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인은 보호 멤브레인을 m-페닐렌디아민의 수용액(농도: 20g/l)에 침지함에 의해, 부직포 및 상기 부직포 위에 제공된 치수 85.2 cm2의 기공성 폴리에테르설폰 층으로 구성된 보호층으로부터 제조된다. 초과된 액체는 롤러를 통해 제거된다. 이어서, 침윤된 보호 멤브레인은 프레임에 클램핑 되며, 폴리에테르설폰산 표면은 위쪽을 향하고, 헥산/테트라하이드로퓨란(THF)-혼합물 내 1g/l의 트리메졸클로라이드(TMC)의 산 염화물을 0.5 % THF와 함께 폴리에테르설폰 표면에 붓는다. 이것은 능동 분리 층을 형성한다. 180s가 경과 한 후, 초과된 산 염화물 용액은 디캔테이션(decantation)을 통해 제거된다. 이어서, 침윤 및 코팅된 보호 멤브레인은 실온에서 30s 동안 건조되고, 80℃에서 120s 동안 건조된다.
이렇게 제조된 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인은 탈이온화(voll entsalztem)(VE)수로 2 시간, 이어서 pH-값 3을 갖는 1mM의 염산으로 20 시간, 그런 다음 VE물로 2 시간 동안 세척되어 잔존해 있는 단량체가 제거된다.
이러한 멤브레인은 필터링 셀(filtration cell)에 장착되고, 3.5 g/l의 염화 나트륨 수용액에 5MPa의 압력 및 약 90kg/h의 유속으로 처리되고 16시간 동안 놓아둔다.
상기 멤브레인의 투과성은 7.1 l/m2h MPa였고, 염 제거율은 98.2%였다.
실시예 2
상기 역삼투 멤브레인 또는 나노필터-멤브레인은 보호 멤브레인이 m-페닐렌디아민의 물(농도: 20g/l)로 구성된 용액으로 침지됨으로써, 부직포 및 상기 부직포 위에 제공된 치수 85.2 cm2의 기공성 폴리에테르설폰 층으로 구성된 보호층으로부터 제조된다. 초과된 액체는 롤러를 통해 제거된다. 이어서, 침윤된 보호 멤브레인은 프레임에 클램핑되며, 폴리에테르설폰산 표면은 위쪽을 향하고, 헥산/테트라하이드로퓨란(THF)-혼합물내 1 g/l의 트리메졸클로라이드(TMC)의 산 염화물을 0.5 % THF와 함께 표면에 붓는다. 이것은 능동 분리 층을 형성한다. 180s가 경과 한 후, 초과된 산 염화물 용액은 디캔테이션(decantation)을 통해 제거된다.
이어서, 10 Ma% (폴리(아미도아민)(PAMAM) 수용액이 커버 층으로서 능동 분리 층의 표면에 즉각적으로 스프레이 된다. 그런 다음 180s가 경과 한 후, 멤브레인은 80℃에서 120s 동안 건조된다.
이렇게 제조된 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인은 pH 3을 갖는 1mM의 염산으로 20시간, 그런 다음 VE 물로 2시간 동안 세척되어 잔존해 있는 단량체들이 제거되었다.
이러한 멤브레인은 필터링 셀(filtration cell)에 장착되고, 3.5 g/l의 염화나트륨 용액에 5 MPa의 압력 및 약 90 kg/h의 유속으로 처리되고 16시간 동안 방치되었다.
상기 멤브레인의 투과성은 8.5l/m2h MPa였고, 염 제거율은 98.2%였다.
상기 멤브레인의 오염 정도를 체크하기 위해 유수량이 pH7에서 1 g/l의 소혈청 알부민 단백질 용액 필터링 전후에 측정되었다. 실시예 1(커버 층 없는 비교의 예)에 따른 멤브레인에 비해 실시예 2의 커버 층을 갖는 멤브레인은 확실하게 감소 된 오염 정도를 나타냈다. 실시예 2의 커버 층으로 변형된 멤브레인을 이용한 단백질 필터링 동안의 일시적인 투과 감소는 실시예 2의 변형되지 않은 멤브레인보다 75% 적었다.
실시예 1 및 2에 따른 멤브레인의 내염소성 테스트는 pH-7 및 5 MPa의 압력에서 하이포아염소산칼슘(500 ppm 하이포아염소산염)과의 필터링을 통해 실시되었다. 1250 ppm/h로부터 2500 ppm/h로 커버 층으로 변형된 멤브레인의 지탱 시간은 인자 2로 증가된다.
Claims (12)
- 적어도 하나의 캐리어 층, 상기 캐리어 층 위에 적어도 하나의 기공성 보호층, 상기 기공성 보호층 위에 적어도 하나의 능동 분리 층과, 상기 능동 분리 층 위에 배열된 적어도 하나의 커버 층을 포함하고, 상기 능동 분리 층은 적어도 상기 능동 분리 층 표면에서 산 염화물 기를 구비한 폴리아미드의 상 경계 중합 작용을 통해 형성되고, 상기 커버 층은 적어도 하나의 작용기포함-고분자로 구성되며, 상기 커버 층의 작용기는 상기 능동 분리 층의 폴리아미드의 산 염화물 기와 화학 반응으로 결합 되는 것을 특징으로 하는 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인.
- 제1항에 있어서,
상기 캐리어 층은 직물, 바람직하게는 부직포인, 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인. - 제1항에 있어서,
상기 기공성 보호층은 폴리설폰 또는 폴리에테르설폰으로 구성되는, 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인. - 제1항에 있어서,
상기 커버 층은 작용기를 포함하는 적어도 하나의 고분자로 구성되고, 상기 커버 층의 작용기는 수용성 및/또는 알코올 용해성 및/또는 물-알코올-혼합물의 용액에서 용해될 수 있는 것인, 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인. - 제1항에 있어서,
상기 커버 층은 적어도 하나의 작용기를 포함하는 고도로 분지된 고분자로 구성되는, 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인. - 제1항에 있어서,
상기 커버 층은 폴리에틸렌아민 및/또는 폴리프로필렌아민 및/또는 폴리(아미드아민) 및/또는 폴리아민 및/또는 폴리에테롤 및/또는 폴리올 및/또는 폴리사카라이드 및/또는 키토산으로 구성되는, 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인. - 제1항에 있어서,
상기 커버 층의 고분자는 작용기로서 1차 아미노기 및/또는 2차 아미노기 또는 하이드록시기를 구비하는, 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인. - 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인을 제조하는 방법으로서,
캐리어 층에 적어도 하나의 기공성 보호층이 제공되고, 상기 기공성 보호층 위에 폴리아미드로 구성된 적어도 하나의 능동 분리 층이 상 경계 중합 작용을 통해 제공되며, 상기 능동 분리 층 위에 적어도 하나의 작용기포함-고분자로 구성된 커버 층이 제공되는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 커버 층은 상기 능동 분리 층의 경계 중합 작용 이후 바로 스프레이 방법 또는 스크래퍼 방법 또는 침지 방법을 통해 수용액 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물 용액의 형태로 상기 능동 분리 층에 제공되는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 커버 층은 상기 능동 분리 층의 경계 중합 작용 이후 바로 스프레이 방법을 통해 수용액 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물 용액의 형태로 능동 분리 층에 제공되는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 커버 층은 수용액으로서 제공되는 방법. - 제8항에 있어서,
작용기를 포함하는 고분자는 수용액 및/또는 알코올 용액 및/또는 물-알코올-혼합물의 용액에서 5 내지 30 MA%, 바람직하게는 10 내지 20 Ma%의 농도로 사용되는 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014224473.0 | 2014-11-29 | ||
| DE102014224473.0A DE102014224473A1 (de) | 2014-11-29 | 2014-11-29 | Umkehrosmose- oder Nanofiltrations-Membranen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160065756A true KR20160065756A (ko) | 2016-06-09 |
| KR102002917B1 KR102002917B1 (ko) | 2019-07-23 |
Family
ID=54601681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150167642A KR102002917B1 (ko) | 2014-11-29 | 2015-11-27 | 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인 및 이의 제조 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160151748A1 (ko) |
| EP (1) | EP3031516A1 (ko) |
| JP (1) | JP6534607B2 (ko) |
| KR (1) | KR102002917B1 (ko) |
| DE (1) | DE102014224473A1 (ko) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108483553B (zh) * | 2018-05-04 | 2020-11-27 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种黑磷基滤膜及其制备和应用 |
| JP7239140B2 (ja) * | 2018-08-29 | 2023-03-14 | 学校法人 中央大学 | ろ過膜、ろ過膜の製造方法及び表面処理剤 |
| CN110354683B (zh) * | 2019-08-08 | 2021-09-03 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种低压高选择性纳滤膜的制备方法 |
| CN111871223B (zh) * | 2020-07-23 | 2021-10-08 | 华中科技大学 | 一种高通量抗菌纳滤膜及其制备方法 |
| CN112246110B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-10-11 | 湖南澳维科技股份有限公司 | 一种双功能层复合反渗透膜及其制备方法 |
| WO2022173761A1 (en) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | Aqua Membranes, Inc. | Spacers compatible with active layer in fluid filtration elements |
| WO2023179530A1 (zh) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 浙江大学 | 一种基于反应活性支撑层的分离膜、制备方法及应用 |
| CN115093055B (zh) * | 2022-07-14 | 2023-10-31 | 重庆海通环保科技有限公司 | 适用于强酸溶液的反渗透膜涂层及反渗透膜体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003200026A (ja) * | 2002-01-08 | 2003-07-15 | Toray Ind Inc | 複合半透膜およびその製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1001973C2 (nl) | 1995-12-21 | 1997-06-24 | Stork Friesland Bv | Semipermeabel composietmembraan. |
| JP3379963B2 (ja) | 1996-03-18 | 2003-02-24 | 日東電工株式会社 | 逆浸透複合膜及びこれを用いた水の逆浸透処理方法 |
| DE69823029T2 (de) * | 1998-10-09 | 2004-09-16 | Saehan Industries Inc. | Trockene halbdurchlässige Umkehrosmosemembran und Verfahren zu ihrer Herstellung unter Verwendung von Sacchariden |
| JP2001286741A (ja) * | 2000-04-04 | 2001-10-16 | Toray Ind Inc | 逆浸透複合膜およびその製造方法 |
| JP2002224546A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-08-13 | Toray Ind Inc | 下水処理用複合半透膜およびその製造方法 |
| WO2010117460A1 (en) * | 2009-04-08 | 2010-10-14 | Michigan Molecular Institute | Surface modification of reverse osmosis membranes by hydrophilic dendritic polymers |
| US8646616B2 (en) * | 2010-05-24 | 2014-02-11 | Dow Global Technologies Llc | Composite membrane with coating comprising polyalkylene oxide and imidazol compounds |
| JP2012250192A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Nitto Denko Corp | 複合半透膜及びその製造方法 |
| KR101440971B1 (ko) * | 2012-01-05 | 2014-09-17 | 주식회사 엘지화학 | 내오염성이 우수한 역삼투막 및 그 제조방법 |
-
2014
- 2014-11-29 DE DE102014224473.0A patent/DE102014224473A1/de active Pending
-
2015
- 2015-11-19 EP EP15195321.3A patent/EP3031516A1/de active Pending
- 2015-11-25 US US14/952,193 patent/US20160151748A1/en not_active Abandoned
- 2015-11-27 JP JP2015231380A patent/JP6534607B2/ja active Active
- 2015-11-27 KR KR1020150167642A patent/KR102002917B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003200026A (ja) * | 2002-01-08 | 2003-07-15 | Toray Ind Inc | 複合半透膜およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016101582A (ja) | 2016-06-02 |
| KR102002917B1 (ko) | 2019-07-23 |
| EP3031516A1 (de) | 2016-06-15 |
| DE102014224473A1 (de) | 2016-06-02 |
| JP6534607B2 (ja) | 2019-06-26 |
| US20160151748A1 (en) | 2016-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102002917B1 (ko) | 역삼투 멤브레인 또는 나노필터 멤브레인 및 이의 제조 방법 | |
| EP1958685B1 (en) | Selective membrane having a high fouling resistance | |
| JP5835835B2 (ja) | 複層活性層を有する複合膜 | |
| US4661254A (en) | Chlorine-resistant semipermeable membranes | |
| US9089820B2 (en) | Selective membrane having a high fouling resistance | |
| KR101487575B1 (ko) | 내오염성이 우수한 역삼투 분리막 및 그 제조방법 | |
| EP2883600A2 (en) | Polyamide-based water-treatment separation membrane having excellent salt removal rate and permeation flux characteristics and method for manufacturing same | |
| TW201325703A (zh) | 脫鹽過濾材料 | |
| JP2017029980A (ja) | 膜、及び膜の製造方法 | |
| KR101103384B1 (ko) | 친수성 및 내염소성이 우수한 역삼투 분리막 및 이의 제조방법 | |
| KR100813908B1 (ko) | 초투과유량 폴리아미드 나노복합막의 제조방법 | |
| KR101273334B1 (ko) | 내염소성 및 내오염성 폴리아미드 역삼투 복합막 및 이의 제조방법 | |
| KR20130080619A (ko) | 양쪽성 이온 고분자를 포함하는 코팅층이 형성된 역삼투막 및 그 제조방법 | |
| JP5877855B2 (ja) | 有機単量体間の架橋を利用した多層薄膜基盤の逆浸透分離膜及びその製造方法 | |
| KR101790174B1 (ko) | Pva 코팅된 중공사 복합막 및 이의 제조방법 | |
| KR101944118B1 (ko) | 내오염 성능이 우수한 역삼투 복합막 및 그 제조방법 | |
| KR101076221B1 (ko) | 전해질 고분자 다층박막을 이용한 역삼투막 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 역삼투막 | |
| CN111036094A (zh) | 一种耐氯型复合反渗透膜及制备方法与应用 | |
| KR102045108B1 (ko) | 역삼투막 및 그 제조방법 | |
| CN103877875B (zh) | 一种亚纳滤复合膜及其制备方法 | |
| KR101653414B1 (ko) | 내오염성이 우수한 폴리아마이드계 역삼투 분리막의 제조 방법 | |
| KR101946983B1 (ko) | 수처리 분리막의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막, 및 수처리 분리막을 포함하는 수처리 모듈 | |
| KR20190076245A (ko) | 수처리 분리막의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막, 및 수처리 분리막 제조용 조성물 | |
| KR100539332B1 (ko) | 역삼투 분리막의 염제거율 향상 방법 | |
| CN117482757A (zh) | 一种高通量荷正电镁锂分离纳滤膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |