KR20210015175A - 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 - Google Patents
수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210015175A KR20210015175A KR1020190093642A KR20190093642A KR20210015175A KR 20210015175 A KR20210015175 A KR 20210015175A KR 1020190093642 A KR1020190093642 A KR 1020190093642A KR 20190093642 A KR20190093642 A KR 20190093642A KR 20210015175 A KR20210015175 A KR 20210015175A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- separation membrane
- water treatment
- present specification
- group
- treatment separation
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 43
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- -1 Poly(ethylene glycol) Polymers 0.000 claims description 63
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 8
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical group C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 8
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 7
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 claims description 7
- 125000004929 pyrrolidonyl group Chemical group N1(C(CCC1)=O)* 0.000 claims description 7
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 5
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 claims description 5
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 4
- 150000002118 epoxides Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 claims description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 21
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 15
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 10
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical group [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC(C(Cl)=O)=CC(C(Cl)=O)=C1 UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 9
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 3
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 3
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZWUBBMDHSZDNTA-UHFFFAOYSA-N 4-Chloro-meta-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(Cl)C(N)=C1 ZWUBBMDHSZDNTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M cetyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 description 2
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 125000001973 tert-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N undecane Chemical compound CCCCCCCCCCC RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 125000006218 1-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGLZGLAFFOMWPB-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C(Cl)=C1 MGLZGLAFFOMWPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006176 2-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- CNPVJWYWYZMPDS-UHFFFAOYSA-N 2-methyldecane Chemical compound CCCCCCCCC(C)C CNPVJWYWYZMPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003229 2-methylhexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000005916 2-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004920 4-methyl-2-pentyl group Chemical group CC(CC(C)*)C 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004141 Sodium laurylsulphate Substances 0.000 description 1
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- JSYBAZQQYCNZJE-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2,4-triamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C(N)=C1 JSYBAZQQYCNZJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3-dicarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC(C(Cl)=O)=C1 FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229960000541 cetyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004210 cyclohexylmethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004851 cyclopentylmethyl group Chemical group C1(CCCC1)C* 0.000 description 1
- DIOQZVSQGTUSAI-NJFSPNSNSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCC[14CH3] DIOQZVSQGTUSAI-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- WOQQAWHSKSSAGF-WXFJLFHKSA-N decyl beta-D-maltopyranoside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](OCCCCCCCCCC)O[C@H](CO)[C@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 WOQQAWHSKSSAGF-WXFJLFHKSA-N 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N n-butylhexane Natural products CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HEGSGKPQLMEBJL-RKQHYHRCSA-N octyl beta-D-glucopyranoside Chemical compound CCCCCCCCO[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O HEGSGKPQLMEBJL-RKQHYHRCSA-N 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003548 sec-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000007764 slot die coating Methods 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N terephthaloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
Images
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
- B01D71/52—Polyethers
-
- 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
- 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
- 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
- B01D69/12—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
- B01D69/1216—Three or more layers
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- B01D2323/12—Specific ratios of components used
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/15—Use of additives
- B01D2323/218—Additive materials
- B01D2323/2182—Organic additives
- B01D2323/21823—Alcohols or hydroxydes, e.g. ethanol, glycerol or phenol
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/15—Use of additives
- B01D2323/218—Additive materials
- B01D2323/2182—Organic additives
- B01D2323/21839—Polymeric additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/15—Use of additives
- B01D2323/218—Additive materials
- B01D2323/2182—Organic additives
- B01D2323/21839—Polymeric additives
- B01D2323/2185—Polyethylene glycol
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/15—Use of additives
- B01D2323/218—Additive materials
- B01D2323/2182—Organic additives
- B01D2323/21839—Polymeric additives
- B01D2323/2187—Polyvinylpyrolidone
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/20—Specific permeability or cut-off range
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
본 명세서는 폴리아미드 활성층 상에 친수성 고분자를 포함하는 보호층 형성용 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막에 관한 것이다.
Description
본 명세서는 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막에 관한 것이다.
반투과성막으로 격리된 두 용액 사이에서 용매가 용질의 농도가 낮은 용액에서 높은 용액 쪽으로 분리막을 통과하여 이동하는 현상을 삼투 현상이라 하며, 이때 용매의 이동으로 용질의 농도가 높은 용액 측에 작용하는 압력을 삼투압이라고 한다. 그런데 삼투압보다 높은 외부 압력을 걸어주면 용매는 용질의 농도가 낮은 용액 쪽으로 이동하게 되는데, 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 압력 구배를 구동력으로 해서 반투과성 막을 통해 각종 염이나 유기 물질을 분리해낼 수 있다. 이러한 역삼투 현상을 이용한 수처리 분리막은 분자 수준의 물질을 분리하고, 염수 또는 해수에서 염을 제거하여 가정용 및 건축용, 산업용 용수를 공급하는데 사용되고 있다.
이러한 수처리 분리막의 대표적인 예로는, 폴리아미드계 수처리 분리막을 들 수 있으며, 폴리아미드계 수처리 분리막은 미세 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 방법으로 제조되고 있으며, 보다 구체적으로는, 부직포 위에 폴리술폰층을 형성하여 미세 다공성 지지체를 형성하고, 이 미세 다공성 지지체를 m-페닐렌디아민(m-Phenylene Diamine, mPD) 수용액에 침지시켜 mPD층을 형성하고, 이를 다시 트리메조일클로라이드(Trimesoyl Chloride, TMC) 유기용매에 침지시켜 mPD층을 TMC와 접촉시켜 계면중합시킴으로써 폴리아미드층을 형성하는 방법으로 제조되고 있다.
상기 수처리 분리막에서 투과유량과 염제거율은 막의 성능을 나타내는 중요한 지표로 사용된다.
본 명세서는 염제거율 및 내오염성이 우수한 수처리 분리막의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의하여 제조된 수처리 분리막을 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는
다공성층 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계; 및
상기 폴리아미드 활성층 상에 친수성 고분자를 포함하는 보호층 형성용 조성물을 코팅하는 단계
를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법을 제공한다.
또한, 다공성층;
상기 다공성층 상에 구비된 폴리아미드 활성층; 및
상기 폴리아미드 활성층 상에 구비되고, X선 광전자 분광법을 통해 표면 분석시 C-O 결합이 관찰되는 보호층을 포함하는 수처리 분리막을 제공한다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 상기 수처리 분리막을 하나 이상 포함하는 수처리 분리막 모듈을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따라 제조된 수처리 분리막은 친수성 고분자 코팅을 통해 중성화되며 친수성이 높은 활성층을 포함하므로, 염제거율 및 내오염성이 우수하다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다.
도 2는 실시예 2 및 비교예 1에서 제조된 수처리 분리막의 XPS 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 실시예 2 및 비교예 1에서 제조된 수처리 분리막의 XPS 분석 결과를 나타낸 도이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막의 제조 방법은 다공성층 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계; 및 상기 폴리아미드 활성층 상에 친수성 고분자를 포함하는 보호층 형성용 조성물을 코팅하는 단계를 포함한다.
계면중합에 의해 제조된 폴리아미드 활성층은 표면에 주로 -COCl 또는 -NH2 그룹이 존재하며 전하(charge)를 띤다. 이러한 전하를 띠는 폴리아미드 활성층 표면에 친수성 고분자를 가교시켜 도입하면 전하 그룹이 줄어들거나 폴리머에 의해 가려짐으로써 막 표면의 중성화가 유도될 수 있으며, 특히 말단이 에폭사이드인 폴리머를 사용할 경우 반응 과정에서 생성된 알코올 그룹으로 인해 친수성이 부여되어 염제거율 및 내오염성이 향상될 수 있다. 대부분의 유기 오염 물질은 음전하와 소수성 특성의 표면에 잘 달라 붙는 성질을 가지기 때문에, 활성층의 표면을 중성화 및 친수화시킬 경우, 내오염 특성이 향상될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 '상에' 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 친수성 고분자란, 25℃에서 물 1L에 0.5g 이상 용해되는 고분자를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸부틸, 1-에틸부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸헥실, 4-메틸헥실 및 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 피롤리도닐(pyrrolidonyl)기는 
로 표시되는 치환기를 의미하고, 글리시딜(glycidyl)기는 
로 표시되는 치환기를 의미하며, 글리시딜에테르(glycidyl ether)기는 
로 표시되는 치환기를 의미하고, 
는 하기 화학식 1에 연결되는 부위이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 친수성 고분자의 중량평균분자량은 200g/mol 내지 200,000g/mol이며, 바람직하게는 200g/mol 내지 1,000g/mol이다. 분자량이 200g/mol 이상일 때 제거율 및 내오염성을 충분히 확보할 수 있으며, 200,000g/mol 이하일 때 투과유량이 지나치게 감소하는 것을 방지할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 친수성 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 것이다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
L1은 직접결합 또는 산소이며,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 히드록실기 또는 피롤리도닐기이고,
E1 및 E2는 서로 같거나 상이하며 각각 독립적으로 수소, 아민기, 히드록실기, 에폭사이드기, 글리시딜기 또는 글리시딜에테르기이며,
n은 반복단위로서, 5 내지 20의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 산소이며, 상기 R1 내지 R4는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 산소이며, 상기 R1 내지 R4 중 어느 하나는 알킬기이고, 나머지 셋은 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 산소이며, 상기 R1 내지 R4 중 어느 하나는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 나머지 셋은 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 산소이며, 상기 R1 내지 R4 중 어느 하나는 메틸기이고, 나머지 셋은 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 산소이며, 상기 R1은 알킬기이고, 상기 R2 내지 R4는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 산소이며, 상기 R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 R2 내지 R4는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 산소이며, 상기 R1은 메틸기이고, 상기 R2 내지 R4는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이며, 상기 R1 내지 R4 중 어느 하나는 히드록실기이고, 나머지 셋은 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이며, 상기 R1은 히드록실기이고, 상기 R2 내지 R4는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이며, 상기 R1 내지 R4 중 어느 하나는 피롤리도닐기이고, 나머지 셋은 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 직접결합이며, 상기 R1은 피롤리도닐기이고, 상기 R2 내지 R4는 각각 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 친수성 고분자는 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시되는 것이다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
상기 화학식 1-1 내지 1-4에서,
E1, E2 및 n은 상기 화학식 1에서 정의한 것과 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 친수성 고분자의 양 말단인 E1 및 E2는 -COCl 또는 -NH2와 반응성이 있는 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 E1 및 E2는 각각 에폭사이드기, 글리시딜기 또는 글리시딜에테르기이다. 상기 E1 및 E2가 에폭사이드기, 글리시딜기 또는 글리시딜에테르기일 경우, 반응 후 -OH기가 증가하므로 막 표면 친수도가 커질 뿐만 아니라, 물과 수소결합을 형성할 수 있기 때문에 유량 향상의 효과가 있다. 또한, 용해도 및 원재료 비용의 측면에서도 유리하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 친수성 고분자는 제파민(Jeffamine) 등의 폴리에테르아민(PEA); 폴리(에틸렌글리콜)디글리시딜에테르(PEGDE); 폴리(에틸렌옥사이드)(PEO); 및 폴리비닐피롤리돈(PVP) 중 선택된 1종 이상이며, 바람직하게는 폴리(에틸렌글리콜)디글리시딜에테르(PEGDE)이다. 상기 PEGDE는 막 표면을 한층 더 덮음으로써 이온의 어택을 방지할 수 있기 때문에 내구성 향상의 효과가 있다. 구체적으로, 산/염기 처리시 -OH-, -H+의 어택을 방지하여 화학적 내구성이 향상될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 친수성 고분자의 함량은 상기 보호층 형성용 조성물 100wt%를 기준으로 0.005wt% 내지 0.02wt%이며, 바람직하게는 0.007wt% 내지 0.015wt%, 더욱 바람직하게는 0.009wt% 내지 0.011w%이다. 친수성 고분자의 함량이 0.005wt% 미만일 경우, 친수성 고분자의 도입으로 인한 효과가 미미할 수 있고, 0.02wt%를 초과할 경우, 투과유량이 감소하는 문제점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층 형성용 조성물은 상기 친수성 고분자의 말단기와 반응하는 물질을 포함하지 않는 것이다. 즉, 상기 친수성 고분자는 다른 물질과 반응하지 않은 원래 상태로 상기 보호층 형성용 조성물에 포함되며, 보호층 형성용 조성물이 활성층 상에 코팅된 후에 폴리아미드 활성층과의 가교 반응이 일어나는 것이다. 구체적으로, 상기 보호층 형성용 조성물은 상기 친수성 고분자 및 물로 이루어진 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층 형성용 조성물은 폴리비닐알코올(PVA), 글리세린 및 폴리아크릴릭에시드 중 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 보호층 형성용 조성물이 폴리비닐알코올을 포함할 경우, 고분자를 추가로 포함하게 되므로 표면을 한층 더 두껍게 덮을 수 있어 표면 스크래치 방지 효과가 있으므로 활성층의 결함을 보완할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올은 상기 보호층 형성용 조성물 100w%를 기준으로, 0.5wt% 내지 2wt% 포함될 수 있다. 0.5wt% 이상 포함될 때 스크래치 방지 효과를 충분히 확보할 수 있으며, 2wt% 이하로 포함될 때 유량이 감소하는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 글리세린은 물을 잘 끌어당기고 잡아두는 특징이 있으므로 상기 보호층 형성용 조성물이 글리세린을 포함할 경우, 건조 과정에서 막의 수축을 방지해 기공을 유지할 수 있으므로 유량의 감소를 방지하는 효과가 있다. 상기 글리세린은 상기 보호층 형성용 조성물 100w%를 기준으로, 1wt% 내지 5wt% 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층 형성용 조성물이 폴리아크릴릭에시드를 포함할 경우, 고분자를 추가로 포함하게 되므로 표면을 한층 더 두껍게 덮을 수 있어 표면 스크래치 방지 효과가 있으므로 활성층의 결함을 보완할 수 있으면서도, 물을 끌어당기는 특징에 의해 유량 저하를 최소화하는 효과가 있다. 폴리아크릴릭에시드는 상기 보호층 형성용 조성물 100w%를 기준으로, 0.1wt% 내지 2wt% 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 보호층 형성용 조성물의 용매는 물이며, 상기 보호층 형성용 조성물 중 상기 친수성 고분자 및 첨가제를 제외한 잔부는 모두 물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 활성층 상에 보호층 형성용 조성물을 코팅하는 단계는 슬롯다이(slot-die)코팅법, 롤링뱅크코팅법, 딥코팅법 및 스프레이법 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 분리막의 제조 방법은 부직포 상에 고분자 용액을 코팅하여 다공성층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 상기 다공성층은 지지층으로서의 역할을 수행할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 부직포의 종류, 두께 및 기공도는 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 셀룰로오스아세테이트, 폴리아크릴로니트릴 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 폴리술폰일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성층 형성시 사용되는 고분자의 중량평균분자량은 10,000g/mol 내지 100,000g/mol, 바람직하게는 50,000g/mol 내지 70,000g/mol 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성층 형성용 고분자 용액은 상기 고분자를 용매에 녹여 제조될 수 있으며, 상기 고분자는 다공성층 형성용 고분자 용액 100wt%를 기준으로 5wt% 내지 25wt%, 바람직하게는 11wt% 내지 18wt% 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성층 형성용 고분자 용액의 용매는 상기 고분자를 용해할 수 있는 용매라면 제한되지 않으며, 예를 들어, 물, 아세톤(acetone), 아세토니트릴(acetonitrile), 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF) 또는 헥사메틸포스포아미드(HMPA)일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성층 형성용 고분자 용액의 코팅은 당 업계에 알려진 통상적인 코팅 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들면 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성층 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계는 아민 화합물 수용액과 아실 할라이드 화합물 유기용액을 계면중합하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계는 아민 화합물 수용액과 아실 할라이드 화합물 유기용액을 계면중합하는 단계를 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 계면중합은 상기 다공성층 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 단계; 및
상기 수용액층 상에 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액을 접촉시키는 단계로 이루어질 수 있다.
상기 수용액층과 상기 유기용액의 접촉 시, 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면중합에 의해 폴리아미드가 생성되고, 다공성층에 흡착되어 박막이 형성된다. 상기 접촉 방법은 침지, 스프레이 또는 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성층 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 분무, 도포, 침지 또는 적하 등의 방법이 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물은 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, m-페닐렌디아민(mPD), p-페닐렌디아민(PPD), 1,3,6-벤젠트리아민(TAB), 4-클로로-1,3-페닐렌디아민, 6-클로로-1,3-페닐렌디아민, 3-클로로-1,4-페닐렌디아민 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 m-페닐렌디아민(mPD)일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물의 함량은 상기 아민 화합물 수용액 100wt%를 기준으로 0.001wt% 내지 15wt%일 수 있으며, 바람직하게는 0.1wt% 내지 10wt%, 더욱 바람직하게는 1wt% 내지 8wt%일 수 있다. 아민 화합물의 함량이 상기 범위에 있을 때 균일한 폴리아미드 층의 제조가 가능하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물 수용액은 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.
폴리아미드 활성층의 계면중합시, 수용액층과 유기용액층의 계면에서 빠르게 폴리아미드가 형성되는데, 이때 계면활성제는 그 층을 얇고 균일하게 만들어 수용액층에 존재하는 아민 화합물이 쉽게 유기용액층으로 이동하여 균일한 폴리아미드 활성층이 형성되도록 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 계면활성제는 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양쪽성 계면활성제 중에서 선택될 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(SLS); 알킬 에테르 설페이트류; 알킬 설페이트류; 올레핀 술포네이트류; 알킬 에테르 카르복실레이트류; 술포석시네이트류; 방향족 술포네이트류; 옥틸페놀 에톡실레이트류; 에톡시화 노닐페놀류; 알킬 폴리(에틸렌 옥사이드); 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 폴리(프로필렌 옥사이드)의 공중합체; 옥틸 글루코시드 및 데실 말토시드 등의 알킬 폴리글루코시드류; 세틸 알코올, 올레일 알코올, 코카미드 MEA, 코카미드 DEA, 알킬 히드록시 에틸 디메틸 암모늄 클로라이드, 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드, 세틸트리메틸 암모늄 클로라이드, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드 및 헥사데실트리메틸암모늄 클로라이드 등의 지방산 알코올류; 및 알킬 베타인류 중 선택되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 SLS, 옥틸페놀 에톡실레이트류 또는 에톡시화 노닐페놀류일 수 있다.
특히, 상기 계면활성제로서 소듐 라우릴 설페이트(SLS)를 이용할 경우, SLS는 물과 기름에 대한 친화성 정도(Hydrophile-Lipophile Balance, HLB)가 높아 물에 잘 녹으며, 임계 미셸 농도(Critical Michelle Concentration, CMC)도 높기 때문에 과량으로 투입해도 폴리아미드 활성층의 형성을 저해하지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 상기 아민 화합물 수용액 100wt%를 기준으로 0.005wt% 내지 0.5wt%일 수 있다.
계면활성제가 상기 범위로 포함될 때 수용액층과 유기용액을 포함하는 유기용액층 간의 계면 에너지가 낮아져 반응성이 높아지며, 코팅 효율이 개선되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물 수용액 중 아민 화합물 및 계면활성제를 제외한 잔부는 모두 물일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수용액층은 필요에 따라 과잉의 아민 화합물을 포함하는 수용액을 제거하는 단계를 추가적으로 거칠 수 있다. 상기 다공성층 상에 형성된 수용액층은 다공성층 상에 존재하는 수용액이 지나치게 많은 경우에는 불균일하게 분포할 수 있는데, 수용액이 불균일하게 분포하는 경우 이후의 계면 중합에 의해 불균일한 폴리아미드 활성층이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 다공성층 상에 수용액층을 형성한 후 과잉의 수용액을 제거하는 것이 바람직하다. 상기 과잉의 수용액 제거는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면, 스펀지, 에어나이프, 질소 가스 블로잉, 자연건조, 또는 압축 롤 등을 이용하여 행할 수 있다.
상기 아실 할라이드 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 2개 또는 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물, 예를 들면, 트리메조일클로라이드(TMC), 이소프탈로일클로라이드 및 테레프탈로일클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 바람직하게는 트리메조일클로라이드(TMC)가 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기용액의 유기용매는 계면중합 반응에 참여하지 않는 것이 바람직하며, 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류, 탄소수가 5 내지 12인 알칸 및 알칸 혼합물질인 이소파라핀계 용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 사이클로헥산, IsoPar(Exxon), IsoPar-G(Exxon), ISOL-C(SK Chem) 및 ISOL-G(Exxon)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으나, 이로써 제한되는 것은 아니다.
상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 유기용액 100wt%을 기준으로 0.02wt% 내지 1wt%, 바람직하게는 0.05wt% 내지 0.8wt%, 더욱 바람직하게는 0.08wt% 내지 0.6wt%일 수 있다. 아실 할라이드 화합물의 함량이 상기 범위에 있을 때 균일한 폴리아미드 층의 제조가 가능하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아실할라이드 화합물 유기용액 중 아실할라이드 화합물을 제외한 잔부는 모두 유기용매일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막의 제조 방법은 상기 수용액층 상에 유기용액을 접촉시키는 단계 이후 폴리아미드 활성층 표면에 남아있는 잔류 화합물을 물로 세정하여 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 30℃ 내지 100℃에서 30초 내지 10분 동안 수행될 수 있다.
상기 잔류 화합물은 예컨대, 폴리아미드 활성층 형성 반응에 참여하지 못하고 남아있는 아민 화합물 또는 아실 할라이드 화합물을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막의 보호층 형성용 조성물은 상기 친수성 고분자를 포함한다. 수처리 분리막의 보호층 형성용 조성물의 각 구성에 대한 설명은 전술한 수처리 분리막의 제조 방법에 대한 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막은 다공성층; 상기 다공성층 상에 구비된 폴리아미드 활성층; 및 상기 폴리아미드 활성층 상에 구비되고, X선 광전자 분광법(X-Ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)을 통해 표면 분석시 C-O 결합이 관찰되는 보호층을 포함한다. C-O 결합이 관찰되는 것은 보호층에 친수성 고분자가 포함되어 폴리아미드 고분자와 가교되는 것을 의미하며, 이는 적절한 막 표면의 전하, 친수도 등을 조절함으로써 제거율, 내구성 및 내오염성 등의 성능을 향상시키는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 C-O 결합은 보호층 표면을 HCl 수용액(pH=2~4) 및 NaOH 수용액(pH=12~13)에서 각각 30분 내지 2시간 동안 세척한 후에도 검출될 수 있다. 이는, 상기 친수성 고분자가 상기 폴리아미드 활성층과의 가교 결합을 통해 산 및/또는 염기 처리 후에도 잔류할 수 있음을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층은 하기 화학식 2로 표시되는 구조를 포함한다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
L1은 직접결합 또는 산소이며,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 히드록실기 또는 피롤리도닐기이고,
n은 반복단위로서, 5 내지 20의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 L1, R1 내지 R4 및 n에 대한 설명은 상기 화학식 1의 L1, R1 내지 R4 및 n에 대한 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 2-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
상기 화학식 2-1 내지 2-4에서,
n은 상기 화학식 2에서 정의한 것과 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층의 두께는 50nm 내지 300nm이다. 보호층의 두께가 50nm 이상일 때 스크래치 방지 효과를 충분히 얻을 수 있으며, 300nm 이하일 때 투과유량의 감소를 방지할 수 있다. 상기 보호층의 두께는 SEM(주사전자현미경)을 통해 측정할 수 있으며, IR 피크 강도(IR peak intensity)을 통해서도 대략적으로 유추할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막은 전술한 제조 방법에 따라 제조된 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막의 각 구성에 대한 설명은 전술한 기체 분리막의 제조 방법에 대한 설명을 인용할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1은 부직포(100), 다공성층(200), 폴리아미드 활성층(300) 및 보호층(700)이 순차적으로 구비된 수처리 분리막을 도시한 것으로서, 보호층이 형성된 폴리아미드 활성층(300)으로 불순물을 포함하는 원수(400)가 유입되어, 정제수(500)가 부직포(100)를 통하여 배출되고, 농축수(600)는 폴리아미드 활성층(300)을 통과하지 못하고 외부로 배출된다. 다만, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막은 도 1의 구조에 한정되지 않으며, 추가의 구성이 더 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 분리막은 정밀 여과막(Micro Filtration), 한외 여과막(Ultra Filtration), 나노 여과막(Nano Filtration) 또는 역삼투막(Reverse Osmosis)일 수 있으며, 구체적으로는 역삼투막일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 전술한 수처리 분리막을 적어도 하나 이상 포함하는 수처리 모듈을 제공한다.
상기 수처리 모듈의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 그 예에는 판형(plate & frame) 모듈, 관형(tubular) 모듈, 중공사형(Hollow & Fiber) 모듈 또는 나권형(spiral wound) 모듈 등이 포함된다. 또한, 상기 수처리 모듈은 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 포함하는 한, 그 외의 기타 구성 및 제조 방법 등은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 공지된 일반적인 수단을 제한없이 채용할 수 있다.
한편, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈은 염제거율 및 붕소제거율이 우수하므로 가정용/산업용 정수 장치, 하수 처리 장치, 해담수 처리 장치 등과 같은 수처리 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다
<제조예 : 수처리 분리막의 제조>
<비교예 1>
DMF(N,N-디메틸포름아미드) 용액에 16wt%의 폴리술폰 고형분을 넣고 80℃ 내지 85℃에서 12시간 이상 녹여 균일한 액상을 얻었다. 이 용액을 폴리에스테르 재질의 95㎛ 내지 100㎛ 두께의 부직포 위에 150㎛ 두께로 캐스팅하였다. 그런 다음, 캐스팅된 부직포를 물에 넣어 기공도가 70%인 폴리술폰 다공성층을 제조하였다.
상기 다공성층 상에 조성물 100wt%를 기준으로 m-페닐렌디아민(mPD) 3wt%, 계면활성제로서 소듐 라우릴 설페이트(SLS, Sodium Lauryl Sulphate) 0.06wt% 및 잔부의 물을 포함하는 아민 화합물 수용액을 도포하여 수용액층을 형성하였다. 이어서 트리메조일클로라이드(TMC) 0.1wt% 및 Isopar-G 99.9wt%를 포함하는 유기용액을 상기 수용액층 상에 도포하여 유기용액층을 형성하여 계면중합을 수행함으로써 폴리아미드 활성층을 형성하였다.
이로써, 별도의 보호층이 형성되지 않은 수처리 분리막을 완성하였다.
<실시예 1>
상기 비교예 1에서 폴리아미드 활성층 상에 Jeffamine(Huntsman Co., Mw: 2,000g/mol) 0.01wt% 및 잔부의 물로 이루어진 보호층 형성용 조성물을 도포한 다음, 롤링 뱅크 방식으로 코팅하고, 80℃ 오븐에서 5분간 건조하여, 보호층을 50nm 내지 100nm의 두께로 형성한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서 보호층 형성용 조성물 제조시 Jeffamine 대신 PEGDE(Sigma-Aldrich Co., Mw: 500g/mol)를 첨가한 것 외에는 실시예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 2에서 보호층 형성용 조성물 제조시 PVA(Sigma-Aldrich Co., Mw: 180,000g/mol) 2wt%를 추가로 첨가한 것 외에는 실시예 2과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1에서 보호층 형성용 조성물 제조시 Jeffamine 대신 PEO(Sigma-Aldrich Co., Mw: 200,000g/mol)를 첨가한 것 외에는 실시예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.
<실험예 1: 헬륨 기체 투과도 및 선택도의 평가>
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 수처리 분리막의 염제거율 및 투과 유량(GFD)을 측정하기 위하여, 평판형 투과 셀과 고압펌프, 저장조 그리고 냉각장치를 포함하여 구성된 수처리 모듈을 이용하였다. 상기 평판형 투과 셀은 크로스-플로우(cross-flow) 방식으로 유효 투과 면적은 28㎠이었다. 상기 수처리 분리막을 투과셀에 설치한 다음 평가 장비의 안정화를 위하여 3차 증류수를 이용하여 1시간 정도 충분히 예비 운전을 실시하였다.
이후, 32,000ppm의 NaCl 수용액을 800psi, 4.5L/min의 유량으로 1시간 가량 장비 운전을 실시하여 안정화된 것을 확인한 후, 25℃에서 10분간 투과되는 물의 양을 측정하여 초기 투과유량(flux: gfd(gallon/ft2/day))을 계산하고, 전도도 미터(Conductivity Meter)를 사용하여 투과 전과 후의 염 농도를 분석하여 초기 염제거율을 계산한 결과를 하기 표 1에 초기 성능으로 기재하였다.
초기 성능 계산 후 DIW로 10분간 세척하고 32,000ppm NaCl 원수에 100ppm의 sodium Alginate를 첨가하여 800psi, 4.5L/min의 유량으로 40시간 동안 장비 운전을 실시한 후, 25℃에서 30분간 투과되는 물의 양을 측정하여 투과유량(flux: gfd(gallon/ft2/day))을 계산하고, 전도도 미터(Conductivity Meter)를 사용하여 투과 전과 후의 염 농도를 분석하였다. 이를 아래 표 1에 Alginate 오염 테스트 후 성능으로 기재하였다.
| 친수성 고분자 | 초기 성능 | Alginate 오염 테스트 후 성능 | 변화율 (%) | ||||
| 염제거율 (%) | 투과유량 (GFD) |
염제거율 (%) | 투과유량 (GFD) |
△염제거 율(%) |
△ 투과유량 (%) |
||
| 비교예 1 | - | 99.75 | 19 | 99.86 | 11.59 | +0.11 | -39 |
| 실시예 1 | Jeffamine | 99.81 | 16 | 99.87 | 12 | +0.06 | -25 |
| 실시예 2 | PEGDE | 99.79 | 18 | 99.86 | 13.32 | +0.07 | -26 |
| 실시예 3 | PEGDE(+PVA) | 99.82 | 17 | 99.88 | 13.26 | +0.06 | -22 |
| 실시예 4 | PEO | 99.84 | 14 | 99.89 | 10.64 | +0.05 | -24 |
상기 표 1의 결과를 통해 비교예 1의 경우, Alginate 오염으로 인해 분리막이 손상되어 염제거율의 상승과 동시에 투과유량이 크게 하락한 것을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 실시예 1 내지 4의 경우, 염제거율이 상승하면서도 비교적 투과유량 변화가 적은 것을 통해 내오염성이 향상되었음을 알 수 있다.
특히, 실시예 3과 같이 PVA가 첨가될 경우, 높은 분자량의 고분자가 분리막 표면에 형성되고 물리적 흡착으로 잔류하게 되면서 염제거율이 향상될 수 있고, 막 표면의 중성화 및 -OH기에 의한 친수도 증가로 인해 PEGDE 단독 사용 대비 성능 변화가 적은 것을 확인할 수 있다.
<실험예 2: XPS 분석>
상기 실시예 2 및 비교예 1에서 제조된 수처리 분리막에 대하여, HCl 수용액(pH=2~4) 및 NaOH 수용액(pH=12~13)에서 산 및 염기 세척 후, 표면 원소의 화학 결합 상태를 분석한 결과를 표 2 및 도 2에 도시하였다.
구체적으로, 광전자 분광기(XPS, 모델명: K-Alpha, Thermo Fisher Scientific Inc)를 이용하였고, X-ray 소스는 Al Kα (X-ray spot size: 400㎛)를 사용하면서 한 샘플 당 3 spot 이상에서 분석하였고, 한 spot당 20번 이상 스캔하여 데이터를 수집하였다.
| C=O (at%) | C-O (at%) | |
| 실시예 2 | 0.19 | 0.34 |
| 비교예 1 | 0.20 | 0 |
표 2 및 도 2를 통해, 친수성 고분자를 사용하여 보호층을 형성한 실시예 2의 분리막 표면에서는 C-O 결합이 검출된 반면, 보호층을 형성하지 않은 비교예 1의 분리막 표면에서는 C-O 결합이 검출되지 않은 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시상태에 따라 친수성 고분자를 포함하여 보호층을 형성할 경우, 분리막 표면 분석시 C-O 결합이 검출되는 것을 알 수 있다.
또한, 산 및 염기 세척 후에 피크가 검출된 것을 통해, 친수성 고분자가 씻겨나가지 않고 가교 결합에 의해 표면에 잔류해 있음을 확인할 수 있다.
100: 부직포
200: 다공성 지지층
300: 폴리아미드 활성층
400: 염수
500: 정제수
600: 농축수
700: 보호층
200: 다공성 지지층
300: 폴리아미드 활성층
400: 염수
500: 정제수
600: 농축수
700: 보호층
Claims (9)
- 다공성층 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계; 및
상기 폴리아미드 활성층 상에 친수성 고분자를 포함하는 보호층 형성용 조성물을 코팅하는 단계
를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 친수성 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 것인 수처리 분리막의 제조 방법:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
L1은 직접결합 또는 산소이며,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 히드록실기 또는 피롤리도닐기이고,
E1 및 E2는 서로 같거나 상이하며 각각 독립적으로 수소, 아민기, 히드록실기, 에폭사이드기, 글리시딜기 또는 글리시딜에테르기이며,
n은 반복단위로서, 5 내지 20의 정수이다. - 청구항 1에 있어서,
상기 친수성 고분자는 폴리에테르아민; 폴리(에틸렌글리콜)디글리시딜에테르; 폴리(에틸렌옥사이드); 및 폴리비닐피롤리돈 중 선택된 1종 이상인 것인 수처리 분리막의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 친수성 고분자의 함량은 상기 보호층 형성용 조성물 100wt%를 기준으로 0.005wt% 내지 0.02wt%인 것인 수처리 분리막의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 보호층 형성용 조성물은 상기 친수성 고분자의 말단기와 반응하는 물질을 포함하지 않는 것인 수처리 분리막의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 보호층 형성용 조성물은 폴리비닐알코올, 글리세린 및 폴리아크릴릭에시드 중 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 수처리 분리막의 제조 방법. - 다공성층;
상기 다공성층 상에 구비된 폴리아미드 활성층; 및
상기 폴리아미드 활성층 상에 구비되고, X선 광전자 분광법을 통해 표면 분석시 C-O 결합이 관찰되는 보호층
을 포함하는 수처리 분리막. - 청구항 7에 있어서,
상기 보호층은 하기 화학식 2로 표시되는 구조를 포함하는 것인 수처리 분리막:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
L1은 직접결합 또는 산소이며,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 히드록실기 또는 피롤리도닐기이고,
n은 반복단위로서, 5 내지 20의 정수이다. - 청구항 7 또는 8에 따른 수처리 분리막을 하나 이상 포함하는 수처리 분리막 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190093642A KR20210015175A (ko) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190093642A KR20210015175A (ko) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210015175A true KR20210015175A (ko) | 2021-02-10 |
Family
ID=74561453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190093642A KR20210015175A (ko) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210015175A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990019008A (ko) | 1997-08-28 | 1999-03-15 | 한형수 | 고유량 역삼투 분리막의 제조방법 |
-
2019
- 2019-08-01 KR KR1020190093642A patent/KR20210015175A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990019008A (ko) | 1997-08-28 | 1999-03-15 | 한형수 | 고유량 역삼투 분리막의 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6420339B2 (ja) | 耐久性に優れたポリアミド系水処理分離膜およびその製造方法 | |
| JP4936438B2 (ja) | 乾燥複合半透膜の製造方法 | |
| EP2965802B1 (en) | Polyamide-based water treatment membrane with remarkable contamination resistance, and preparation method therefor | |
| EP2801401A1 (en) | Outstandingly contamination resistant reverse osmosis membrane and production method therefor | |
| EP3354333B1 (en) | Water treatment membrane and method for manufacturing same | |
| KR101240736B1 (ko) | 고분자 조성물, 상기를 포함하는 수처리 분리막 및 수처리 모듈 | |
| KR20070013651A (ko) | 초투과유량 폴리아미드 나노복합막의 제조방법 | |
| KR102253748B1 (ko) | 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 | |
| KR102286141B1 (ko) | 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 분리막 | |
| KR20210015175A (ko) | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 | |
| KR102182178B1 (ko) | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 | |
| KR20210033718A (ko) | 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 | |
| KR102288033B1 (ko) | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 | |
| KR102294542B1 (ko) | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 | |
| KR20170060342A (ko) | 수처리 분리막, 이의 제조방법 및 수처리 분리막을 포함하는 수처리 모듈 | |
| KR102253746B1 (ko) | 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 | |
| KR102067861B1 (ko) | 역삼투막 제조용 조성물, 이를 이용한 역삼투막 제조방법, 역삼투막 및 수처리 모듈 | |
| KR102253747B1 (ko) | 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 | |
| KR20160071855A (ko) | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막 | |
| KR101716045B1 (ko) | 투과유량 특성이 우수한 폴리아미드계 수처리 분리막의 제조 방법 및 상기 제조 방법으로 제조된 수처리 분리막 | |
| KR102225900B1 (ko) | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 | |
| KR102280869B1 (ko) | 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막 | |
| KR102606421B1 (ko) | 분리막의 결함 검출 방법 | |
| KR102150149B1 (ko) | 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 및 수처리 분리막 | |
| KR20210023206A (ko) | 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |