KR20230088624A - Method of Fabricating Anti-fouling Membranes using Biocidal Surfactants - Google Patents

Method of Fabricating Anti-fouling Membranes using Biocidal Surfactants Download PDF

Info

Publication number
KR20230088624A
KR20230088624A KR1020220172777A KR20220172777A KR20230088624A KR 20230088624 A KR20230088624 A KR 20230088624A KR 1020220172777 A KR1020220172777 A KR 1020220172777A KR 20220172777 A KR20220172777 A KR 20220172777A KR 20230088624 A KR20230088624 A KR 20230088624A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
chloride
film composite
composite separator
separator
Prior art date
Application number
KR1020220172777A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이정현
박성준
최완석
이명석
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
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 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Publication of KR20230088624A publication Critical patent/KR20230088624A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N33/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic nitrogen compounds
    • A01N33/02Amines; Quaternary ammonium compounds
    • A01N33/12Quaternary ammonium compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/002Forward osmosis or direct osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/027Nanofiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145Ultrafiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0006Organic membrane manufacture by chemical reactions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/107Organic support material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/445Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by forward osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/48Antimicrobial properties

Abstract

본 발명은 항균성을 가진 계면활성제를 첨가제로 이용하여 오염에 취약한 수처리 및 해수담수화 분리막에 항균 및 내오염성을 부여하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for imparting antibacterial and fouling resistance to water treatment and seawater desalination membranes vulnerable to contamination by using a surfactant having antibacterial properties as an additive.

Description

항균성을 가진 계면활성제를 이용한 내오염성 분리막 제조 방법{Method of Fabricating Anti-fouling Membranes using Biocidal Surfactants}Method of manufacturing fouling-resistant separators using surfactants with antibacterial properties {Method of Fabricating Anti-fouling Membranes using Biocidal Surfactants}

본 발명은 항균성을 가진 계면활성제를 이용한 내오염성 분리막의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a fouling-resistant separation membrane using a surfactant having antibacterial properties.

수질정화를 통해 청정한 물/에너지 자원을 확보할 수 있는 다양한 분리기술 중, 수처리 분리막 기술은 집적도가 높고 연속 공정이 가능하여 공정 효율이 높다는 장점을 가지고 있다. Among various separation technologies that can secure clean water/energy resources through water purification, water treatment membrane technology has the advantage of high integration and high process efficiency because it enables continuous processing.

이러한 수처리 공정에 사용되는 박막 복합체(thin film composite, TFC) 분리막은 다공성 고분자 지지체 위에, 상호 불용성의 용매 내에 용해되어 있는 두 유기 단량체 간의 계면중합반응을 통하여 선택층을 합성하는 방식으로 제조된다. 따라서, TFC 분리막은 기계적 강도를 담당하는 고분자 지지체와 분리성능을 담당하는 선택층이 복합적으로 구성된 형태를 가지고 있다. TFC 분리막은 제조 단가가 낮고 대면적 제조가 용이하다는 장점을 가지고 있어, 수처리 분야를 비롯하여 식품 및 바이오 생산물의 정제, 유가 금속 회수, 중금속 제거 등 다양한 공정 분야에 활용되고 있다.A thin film composite (TFC) separator used in such a water treatment process is manufactured by synthesizing a selective layer through interfacial polymerization between two organic monomers dissolved in a mutually insoluble solvent on a porous polymer support. Therefore, the TFC separator has a form in which a polymer support responsible for mechanical strength and a selective layer responsible for separation performance are combined. The TFC membrane has the advantage of low manufacturing cost and easy large-area manufacturing, so it is used in various process fields such as water treatment, food and bio product purification, valuable metal recovery, and heavy metal removal.

이러한 분리막은 공정 중, 막표면에 다양한 물질들이 축적되어 오염을 일으킨다. 특히, 박테리아와 같은 미생물에 의한 생물학적 막오염(biofouling)이 가장 심각한 오염을 유발한다. 이러한 막오염은 분리막의 투과도를 저해하기 때문에 공정 효율을 떨어뜨리고, 전체 수처리 공정 비용의 상승을 초래한다.During the process of such a separation membrane, various substances accumulate on the surface of the membrane and cause contamination. In particular, biofouling by microorganisms such as bacteria causes the most serious contamination. Since such membrane fouling impairs permeability of the separation membrane, process efficiency is reduced and overall water treatment process costs are increased.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 선택층 표면에 친수성 또는 항균성 물질을 코팅 혹은 그라프팅 시키는 시도들이 이루어져 왔다(특허문헌 1). 하지만 이러한 분리막 개질 방식은 분리막의 분리성능을 저하시킬 수 있으며, 기존 분리막 제조공정에 개질 공정을 추가해야 하기 때문에 분리막의 제조 단가를 상승시킨다는 문제가 있다.In order to solve this problem, attempts have been made to coat or graft a hydrophilic or antibacterial material on the surface of the selective layer (Patent Document 1). However, this method of reforming the separator may reduce the separation performance of the separator, and since a modification process must be added to the existing separator manufacturing process, there is a problem in that the manufacturing cost of the separator is increased.

1. 201501374081. 20150137408

분리막 공정에서 미생물에 의한 막오염은 공정 효율을 낮추고 공정 비용을 상승시키는 주된 원인으로 작용한다. 막오염을 저감시키기 위하여 친수성 및 항균성 물질을 분리막 표면에 코팅 혹은 그라프팅 시키는 방식이 제시된 바 있으나, 분리막의 성능을 감소시키거나 제조 단가를 높이는 문제점이 있다.Membrane contamination by microorganisms in the membrane process is a major cause of lowering process efficiency and increasing process cost. In order to reduce membrane fouling, a method of coating or grafting a hydrophilic and antibacterial material on the surface of a separator has been proposed, but there is a problem of reducing the performance of the separator or increasing the manufacturing cost.

이를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 항균성 계면활성제를 박막 복합체 분리막의 선택층 제조시 단순히 첨가하는 방법을 통해 항균성 및 내오염성이 우수한 분리막을 제조하는 것을 목적으로 한다. In order to solve this problem, an object of the present invention is to manufacture a separator excellent in antibacterial property and fouling resistance through a method of simply adding an antimicrobial surfactant when preparing a selective layer of a thin film composite separator.

본 발명은 다공성 지지체 상에 제1 유기단량체, 제1 용매 및 항균성 계면활성제를 포함하는 제1 용액을 함침 또는 도포하는 단계;The present invention includes the steps of impregnating or applying a first solution containing a first organic monomer, a first solvent and an antimicrobial surfactant on a porous support;

제2 유기단량체 및 제2 용매를 포함하는 제2 용액을 함침 또는 도포하는 단계; 및impregnating or applying a second solution containing a second organic monomer and a second solvent; and

상기 제1 용액 및 제2 용액에 각각 용해되어 있는 제1 유기단량체와 제2 유기단량체 간의 계면중합(interfacial polymerization)을 통해 선택층을 형성하는 단계를 포함하며,Forming a selective layer through interfacial polymerization between a first organic monomer and a second organic monomer dissolved in the first solution and the second solution, respectively;

상기 항균성 계면활성제는 벤잘코늄클로라이드(benzalkonium chloride, BAC)인 박막 복합체 분리막의 제조 방법을 제공한다. The antimicrobial surfactant is benzalkonium chloride (BAC), and a method for manufacturing a thin film composite separator is provided.

본 발명에 따른 TFC 분리막은 균일하게 함침된 항균성 게면활성제에 의해 항균성이 발현되어 미생물들에 의한 막오염을 저감시킴으로써, 우수한 내오염성을 나타낼 수 있다. The TFC separation membrane according to the present invention can exhibit excellent fouling resistance by reducing membrane fouling by microorganisms by expressing antimicrobial properties by the uniformly impregnated antimicrobial surfactant.

항균성 계면활성제는 계면에 존재하여 계면중합 반응시 선택층에 효과적으로 함침될 수 있어, 분리막의 분리성능을 감소시키지 않는다. 또한, 기존 공정에서 사용되는 용매에 상기 항균성 계면활성제를 단순히 첨가하는 기술이기 때문에 공정 비용의 상승이 거의 없다. 따라서, 내오염성 분리막을 제조하는 기존 전략들과는 달리, 성능 감소 및 공정비용의 상승이 없이 간단한 방식으로 내오염성 TFC 분리막을 제조할 수 있다.The antibacterial surfactant is present at the interface and can be effectively impregnated into the selective layer during interfacial polymerization, so that the separation performance of the membrane is not reduced. In addition, since it is a technology of simply adding the antimicrobial surfactant to the solvent used in the existing process, there is little increase in process cost. Therefore, unlike conventional strategies for manufacturing fouling-resistant separation membranes, fouling-resistant TFC membranes can be manufactured in a simple manner without reducing performance and increasing process costs.

또한, 본 발명에서는 용매 저항성이 우수한 폴리아크릴로니트릴(PAN) 한외여과막을 다공성 지지체로 사용하기 때문에, 폐수 처리 및 유기용매 정제 공정 등에도 널리 활용이 가능하다.In addition, since the present invention uses a polyacrylonitrile (PAN) ultrafiltration membrane with excellent solvent resistance as a porous support, it can be widely used in wastewater treatment and organic solvent purification processes.

도 1은 계면중합반응을 활용한 항균성 계면활성제 첨가 TFC 분리막의 제조 모식도를 나타낸다.
도 2는 실시예에서 제조한 TFC 분리막의 표면 구조를 나타낸다.
도 3은 내오염 성능 평가에 대한 정규화된 수투과도 결과 및 평가 후의 TFC 분리막의 표면 공초점 현미경(confocal laser scanning microscope, CLSM) 이미지를 나타낸다.
1 shows a schematic diagram of manufacturing an antibacterial surfactant-added TFC separator using interfacial polymerization.
2 shows the surface structure of the TFC separator prepared in Example.
3 shows normalized water permeability results for evaluation of fouling resistance performance and surface confocal laser scanning microscope (CLSM) images of the TFC separator after evaluation.

본 발명의 발명자는 추가적인 공정을 사용하지 않고 분리막 성능의 감소를 유발하지 않으면서 막오염 문제를 해결하고자, 항균성 계면활성제를 분리막 제조공정 중에 첨가하여 박막 복합체(TFC) 분리막을 제조하였다.The inventors of the present invention prepared a thin film composite (TFC) separator by adding an antimicrobial surfactant during the separator manufacturing process in order to solve the problem of membrane contamination without using an additional process and without causing a decrease in membrane performance.

본 발명에 따른 TFC 분리막의 제조 방법은 다공성 지지체 상에 제1 유기단량체, 제1 용매 및 항균성 계면활성제를 포함하는 제1 용액을 함침 또는 도포하는 단계;A method for manufacturing a TFC separator according to the present invention includes impregnating or applying a first solution containing a first organic monomer, a first solvent, and an antimicrobial surfactant on a porous support;

제2 유기단량체 및 제2 용매를 포함하는 제2 용액을 함침 또는 도포하는 단계; 및impregnating or applying a second solution containing a second organic monomer and a second solvent; and

상기 제1 용액 및 제2 용액에 각각 용해되어 있는 제1 유기단량체와 제2 유기단량체 간의 계면중합(interfacial polymerization)을 통해 선택층을 형성하는 단계를 포함한다. and forming a selective layer through interfacial polymerization between the first organic monomer and the second organic monomer dissolved in the first solution and the second solution, respectively.

여기서, 상기 항균성 계면활성제는 벤잘코늄클로라이드(BAC)일 수 있다. Here, the antimicrobial surfactant may be benzalkonium chloride (BAC).

이하, 본 발명의 TFC 분리막의 제조 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the TFC separator of the present invention will be described in detail.

본 발명의 TFC 분리막은 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 형성된 선택층으로 구성되며, 상기 다공성 지지체에 선택층을 형성하는 방법으로 제조할 수 있다. The TFC separator of the present invention includes a porous support; and a selection layer formed on the porous support, which can be prepared by forming a selection layer on the porous support.

본 발명에서 다공성 지지체는 선택층을 지지하고 TFC 분리막의 기계적 강도를 보강하는 역할을 수행한다.In the present invention, the porous support supports the selective layer and serves to reinforce the mechanical strength of the TFC separator.

이러한 다공성 지지체는 시중에서 시판되는 제품을 이용하거나, 합성하여 사용할 수 있다. 상기 다공성 지지체는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아이소뷰틸렌(polyisobutylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 테프론(polytetrafluoroethylene), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리비닐플루라이드(polyvinylfluoride), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidenefluoride) 및 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 고분자로부터 형성될 수 있다. Such a porous support may be used by using a commercially available product or synthesized. The porous support is polyacrylonitrile (PAN), polysulfone, polyethylene, polypropylene, polyacetylene, polyisobutylene, polyvinylchloride ), Teflon (polytetrafluoroethylene), polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polystyrene, polydimethylsiloxane, polyvinylfluoride, polyvinylalcohol, Formed from one or more polymers selected from the group consisting of polybenzimidazole, polyvinylpyrrolidone, polyetherimide, polyvinylidenefluoride and polyetheretherketone It can be.

일 구체예에서, 다공성 지지체의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 1 내지 1,000 ㎛, 5 내지 200 ㎛, 10 내지 150 ㎛, 또는 20 내지 70 ㎛일 수 있다. 상기 두께 범위에서 TFC 분리막으로서의 우수한 성능을 구현할 수 있다. 1,000 ㎛를 초과하는 두께에서도 TFC 분리막으로 사용 가능한 물성 및 성능을 가지나, 수투과도의 저감과 함께 제조 비용의 상승을 가져올 수 있으므로 두께를 1 내지 1,000 ㎛로 조절하는 것이 좋다.In one embodiment, the thickness of the porous support is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 1,000 μm, 5 to 200 μm, 10 to 150 μm, or 20 to 70 μm. In the above thickness range, excellent performance as a TFC separator can be realized. Even with a thickness exceeding 1,000 μm, it has physical properties and performance that can be used as a TFC separator, but it may increase manufacturing cost along with a decrease in water permeability, so it is preferable to adjust the thickness to 1 to 1,000 μm.

일 구체예에서, 다공성 지지체의 평균 기공 크기는 1 nm 내지 100 ㎛, 1 내지 200 nm, 또는 10 내지 100 nm일 수 있다. 상기 평균 기공 크기 범위에서 선택층의 조밀도가 저하되지 않으므로 우수한 염제거율 및 내오염도를 가지는 TFC 분리막을 제조할 수 있다. 평균 기공 크기가 100 ㎛를 초과하는 경우, 선택층에 핀홀성 결함이 발생하여 염제거율의 저하를 가져올 수 있다.In one embodiment, the porous support may have an average pore size of 1 nm to 100 μm, 1 to 200 nm, or 10 to 100 nm. Since the density of the selective layer does not decrease within the average pore size range, a TFC separation membrane having excellent salt rejection and fouling resistance can be manufactured. If the average pore size exceeds 100 μm, pinhole defects may occur in the selective layer, resulting in a decrease in salt removal rate.

일 구체예에서, 다공성 지지체의 표면 기공도는 10 내지 90%, 20 내지 70%, 30 내지 70%, 40 내지 70% 또는 50 내지 70%일 수 있다. 상기 범위에서 투과유량이 우수하고, 지지체의 강도가 우수하다.In one embodiment, the surface porosity of the porous support may be 10 to 90%, 20 to 70%, 30 to 70%, 40 to 70%, or 50 to 70%. In this range, the permeate flow rate is excellent, and the strength of the support is excellent.

본 발명에서 선택층은 다공성 지지체 상에 형성되며, 가교된 또는 비가교된 폴리아마이드(polyamide), 폴리피페라진-아마이드(polypiperazine-amide), 폴리에스터(polyester), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리비닐알코올, 폴리이미드(polyimide) 및 폴리에테르이미드일 수 있으며, 전 방향족(fully aromatic), 부분 방향족(partially aromatic), 또는 전 지방족(fully aliphatic)의 화학구조를 가질 수 있다.In the present invention, the selective layer is formed on a porous support, and is made of cross-linked or non-cross-linked polyamide, polypiperazine-amide, polyester, polyurethane, or polyvinyl. It may be an alcohol, polyimide, or polyetherimide, and may have a fully aromatic, partially aromatic, or fully aliphatic chemical structure.

일 구체예에서, 선택층의 두께는 1 내지 10000 nm일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the selective layer may be 1 to 10000 nm.

본 발명에서 상기 선택층은 계면중합(interfacial polymerization)법에 의해 제조될 수 있다. In the present invention, the optional layer may be prepared by interfacial polymerization.

계면중합법에 의한 선택층의 제조는 다공성 지지체 상에 제1 유기단량체, 제1 용매 및 항균성 계면활성제를 포함하는 제1 용액을 함침 또는 도포하는 단계;The preparation of the selective layer by interfacial polymerization may include impregnating or applying a first solution containing a first organic monomer, a first solvent, and an antibacterial surfactant on a porous support;

제2 유기단량체 및 제2 용매를 포함하는 제2 용액을 함침 또는 도포하는 단계; 및impregnating or applying a second solution containing a second organic monomer and a second solvent; and

상기 제1 용액 및 제2 용액에 각각 용해되어 있는 제1 유기단량체와 제2 유기단량체 간의 계면중합(interfacial polymerization)을 통해 선택층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. and forming a selective layer through interfacial polymerization between the first organic monomer and the second organic monomer dissolved in the first solution and the second solution, respectively.

일 구체예에서, 상기 제1 유기단량체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, m-페닐렌디아민(m-phenylenediamine, MPD), o-페닐렌디아민(o-phenylenediamine), p-페닐렌디아민(p-phenylenediamine), 피페라진(piperazine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine), 디에틸아미노프로필아민(diethylaminopropylamine), 메탄디아민(methanediamine), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), o-디하이드록시벤젠(o-dihydroxybenzene), m-디하이드록시벤젠(m-dihydroxybenzene), p-디하이드록시벤젠(p-dihydroxybenzene) 및 폴리비닐알코올로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. In one embodiment, the type of the first organic monomer is not particularly limited, for example, m -phenylenediamine ( m -phenylenediamine, MPD), o -phenylenediamine ( o -phenylenediamine), p -phenylene Diamine ( p -phenylenediamine), piperazine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diethylaminopropylamine, methanediamine, polyethyleneimine, It may be at least one selected from the group consisting of o -dihydroxybenzene, m -dihydroxybenzene, p - dihydroxybenzene , and polyvinyl alcohol.

일 구체예에서, 제1 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 물, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 부탄올(butanol), 이소프로판올(isopropanol), 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran) 및 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. In one embodiment, the type of the first solvent is not particularly limited, and for example, water, methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropanol, acetone ), tetrahydrofuran, and dimethyl sulfoxide.

일 구체예에서, 제1 용액에서 제1 유기단량체는 0.1 내지 10 중량% 또는 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.In one embodiment, the first organic monomer in the first solution may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight or 1 to 5% by weight.

일 구체예에서, 항균성 계면활성제는 첨가제로서 제1 용액에 포함될 수 있다. In one embodiment, an antimicrobial surfactant may be included in the first solution as an additive.

계면활성제는 친수성의 머리와 소수성의 꼬리를 동시에 지니고 있는 양쪽성 물질로, 상호 불용성의 용매들이 마주하는 계면에 자발적으로 존재함으로써, 계면장력을 낮추고 계면반응의 특성을 조절할 수 있다. 또한, 상기 항균성 계면활성제는 계면중합반응에 의해 선택층이 형성될 때, 계면활성제가 선택층에 함침되어 계면활성제의 물리화학적 특성이 TFC 분리막의 선택층에 부여될 수 있다.Surfactant is an amphoteric substance that has a hydrophilic head and a hydrophobic tail at the same time, and can lower interfacial tension and control the characteristics of interfacial reaction by spontaneously existing at the interface where mutually insoluble solvents face each other. In addition, when the selective layer is formed by interfacial polymerization, the surfactant is impregnated into the selective layer, so that the physicochemical properties of the surfactant can be imparted to the selective layer of the TFC separator.

상기 항균성 계면활성제는 벤잘코늄클로라이드(BAC)일 수 있다.The antimicrobial surfactant may be benzalkonium chloride (BAC).

벤잘코늄클로라이드(BAC)는 친수성의 4차암모늄 머리와 두 개의 지방족 탄소 사슬 및 벤젠고리의 소수성 꼬리를 가지는 계면활성제로서, 4차암모늄에 의해 박테리아에 대한 높은 항균성을 나타낸다. 즉, 벤잘코늄클로라이드는 계면중합에 관여하여 선택층에 도입되고 항균성을 부여함으로써, 미생물에 대한 내오염성이 우수한 TFC 분리막을 제조할 수 있다.Benzalkonium chloride (BAC) is a surfactant having a hydrophilic quaternary ammonium head and a hydrophobic tail of two aliphatic carbon chains and a benzene ring, and exhibits high antibacterial activity against bacteria due to quaternary ammonium. That is, benzalkonium chloride is involved in interfacial polymerization to be introduced into the selective layer and imparted with antibacterial properties, thereby producing a TFC separation membrane with excellent fouling resistance against microorganisms.

일 구체예에서, 제1 용액에서 항균성 계면활성제의 농도는 1 내지 1000 mM, 5 내지 500 mM, 또는 10 내지 300 mM일 수 있다. In one embodiment, the concentration of the antimicrobial surfactant in the first solution may be 1 to 1000 mM, 5 to 500 mM, or 10 to 300 mM.

일 구체예에서, 제2 유기단량체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 아실클로라이드 말단기를 가지는 분자일 수 있으며, 바람직하게는 트리메조일 클로라이드(trimesoyl chloride, TMC), 테레프탈로일 클로라이드(terephthaloyl chloride), 사이클로헥산-1,3,5-트리카보닐 클로라이드(cyclohexane-1,3,5-tricarbonyl chloride), 1-이소시아네이토-3,5-벤젠디카보닐 클로라이드(1-isocyanato-3,5-benzenedicarbonyl chloride) 및 이소프탈로일 클로라이드(isophthaloyl chloride)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. In one embodiment, the type of the second organic monomer is not particularly limited, and may be, for example, a molecule having an acyl chloride terminal group, preferably trimesoyl chloride (TMC), terephthaloyl chloride (terephthaloyl chloride), cyclohexane-1,3,5-tricarbonyl chloride, 1-isocyanato-3,5-benzenedicarbonyl chloride (1-isocyanato -3,5-benzenedicarbonyl chloride) and isophthaloyl chloride (isophthaloyl chloride) may be at least one selected from the group consisting of.

또한, 일 구체예에서, 제2 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, n-헥산(n-hexane), 펜탄(pentane), 사이클로헥산(cyclohexane), 헵탄(heptane), 옥탄(octane), 데칸(decane), 도데칸(dodecane), 사염화탄소(carbon tetrachloride), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene) 및 자일렌(xylene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. In addition, in one embodiment , the type of the second solvent is not particularly limited, and for example, n -hexane, pentane, cyclohexane, heptane, octane ), decane, dodecane, carbon tetrachloride, benzene, toluene and xylene.

일 구체예에서, 제2 유기단량체는 0.01 내지 4 중량% 또는 0.1 내지 2 중량%로 포함될 수 있다.In one embodiment, the second organic monomer may be included in 0.01 to 4% by weight or 0.1 to 2% by weight.

본 발명에서 전술한 제1 용액은 아민 단량체를 포함하고, 제2 용액은 아실클로라이드 단량체를 포함하며, 상기 단량체들 간의 계면중합을 통해 폴리아마이드 선택층을 합성할 수 있다.In the present invention, the above-described first solution includes an amine monomer, and the second solution includes an acyl chloride monomer, and the polyamide selective layer may be synthesized through interfacial polymerization between the monomers.

일 구체예에서, 다공성 지지체 상의 제1 유기단량체의 함량을 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 단계는 다공성 지지체 표면의 과잉의 제1 용액을 제거하는 것으로, 에어건 또는 롤러를 사용하거나, 질소 세척을 통해 과잉의 용액을 제거할 수 있다.In one embodiment, a step of adjusting the content of the first organic monomer on the porous support may be further included. The above step is to remove the excess first solution from the surface of the porous support, and the excess solution can be removed using an air gun or a roller, or by nitrogen washing.

또한, 본 발명에 따른 제조 방법에서는 선택층을 형성한 후, 세척하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing method according to the present invention may further include a step of washing after forming the selective layer.

또한, 본 발명은 전술한 TFC 분리막의 제조 방법에 의해 제조된 TFC 분리막에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a TFC separator manufactured by the above-described method for manufacturing a TFC separator.

본 발명에 따른 TFC 분리막은 높은 수투과도와 함께, 염제거율이 우수하다. 또한, 항균성 계면활성제의 사용을 통해 우수한 항균성 및 내오염성을 부여할 수 있다. The TFC membrane according to the present invention has high water permeability and excellent salt rejection. In addition, excellent antibacterial properties and antifouling properties can be imparted through the use of antimicrobial surfactants.

이러한, TFC 분리막은 정삼투(foward osmosis, FO), 가압식 정삼투(pressure assisted osmosis), 압력지연삼투(pressure-retarded osmosis), 나노여과(nanofiltration) 및 역삼투(reverse osmosis, RO) 공정에 적용될 수 있다. These TFC membranes can be applied to forward osmosis (FO), pressure assisted osmosis, pressure-retarded osmosis, nanofiltration and reverse osmosis (RO) processes. can

일 구체예에서, 박막 복합체 분리막이 RO 공정에 적용될 경우, 공정 압력은 15 내지 50 bar일 수 있다. 또한, 유량 1 L min-1, 압력 15.5 bar, 2,000 ppm의 NaCl 수용액의 조건에서 수투과도는 1 내지 5 L m-2 h-1 bar-1 또는 1.5 내지 5 L m-2 h-1 bar-1일 수 있으며, 염(NaCl)제거율은 90% 이상, 95% 이상 또는 98% 이상일 수 있다.In one embodiment, when the thin film composite separator is applied to the RO process, the process pressure may be 15 to 50 bar. In addition, under the conditions of a flow rate of 1 L min -1 , pressure of 15.5 bar, and 2,000 ppm of NaCl aqueous solution, the water permeability is 1 to 5 L m -2 h -1 bar -1 or 1.5 to 5 L m -2 h -1 bar - 1 , and the salt (NaCl) removal rate may be 90% or more, 95% or more, or 98% or more.

실시예Example

[참고] 재료[Reference] Material

다공성 지지체로 평균 기공 크기가 약 20 nm이고, 두께가 약 50 ㎛인 다공성 PAN 한외여과막을 사용하였다.As a porous support, a porous PAN ultrafiltration membrane having an average pore size of about 20 nm and a thickness of about 50 μm was used.

제1 용액의 제1 용매로 물을 사용하고, 제1 단량체로 m-페닐렌디아민(m-phenylenediamine, MPD)을 사용하며, 제2 용액의 제2 용매로 n-헥산(n-hexane)을 사용하고, 제2 단량체로 트리메조일 클로라이드(trimesoyl chloride, TMC)를 사용하였다.Water is used as the first solvent of the first solution, m -phenylenediamine (MPD) is used as the first monomer, and n - hexane is used as the second solvent of the second solution . and trimesoyl chloride (TMC) was used as the second monomer.

또한, 첨가제로 계면활성제를 사용하였다.In addition, a surfactant was used as an additive.

실시예 1. 분리막 제조Example 1. Preparation of Separator

도 1에 나타난 바와 같이, 다공성 지지체 위에 계면중합반응을 이용하여 BAC가 포함된 균일한 고밀도의 선택층을 합성하였다.As shown in FIG. 1, a uniform high-density selective layer containing BAC was synthesized using interfacial polymerization on a porous support.

1) 물에 MPD 단량체와 BAC 단량체를 각각 2 w/v%, 10 mM 로 녹여 제1 용액을 제조하고, 상기 제1 용액을 다공성 지지체 표면에 10분 동안 함침시켰다.1) A first solution was prepared by dissolving 2 w/v% and 10 mM of MPD monomer and BAC monomer in water, respectively, and impregnating the surface of the porous support with the first solution for 10 minutes.

2) 다공성 지지체 표면의 과잉 제1 용액을 질소 세척으로 제거한 후, TMC를 n-헥산 용매에 0.1 w/v%로 용해시킨 제2 용액을 함침시켜, 계면중합반응을 통해 폴리아마이드 선택층을 합성하였다.2) After the excess first solution on the surface of the porous support is removed by nitrogen washing, a second solution in which TMC is dissolved in n -hexane solvent at 0.1 w/v% is impregnated to synthesize a polyamide selective layer through interfacial polymerization did

3) 선택층 표면에서 미반응된 TMC 단량체를 n-헥산 용매로 세척하고 상온에서 3분 동안 건조한 후, 70℃의 오븐에서 5분 동안 가교하였다. 3) Unreacted TMC monomer on the surface of the selective layer was washed with n -hexane solvent, dried at room temperature for 3 minutes, and then crosslinked in an oven at 70 °C for 5 minutes.

비교예 1.Comparative Example 1.

첨가제를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that no additives were used.

비교예 2.Comparative Example 2.

첨가제로 도데실 황산나트륨(sodium dodecyl sulfate, SDS)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that sodium dodecyl sulfate (SDS) was used as an additive.

비교예 3.Comparative Example 3.

첨가제로 도데실트리메틸암모늄 클로라이드(dodecyltrimethylammonium chloride, DTAB)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that dodecyltrimethylammonium chloride (DTAB) was used as an additive.

비교예 4.Comparative Example 4.

첨가제로 스테아트리모늄 클로라이드(steartrimonium chloride, CTAB)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that steartrimonium chloride (CTAB) was used as an additive.

비교예 5.Comparative Example 5.

첨가제로 다이도데실메틸암모늄 클로라이드(didodecyldimethylammonium bromide, DDAB)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that didodecyldimethylammonium bromide (DDAB) was used as an additive.

비교예 6.Comparative Example 6.

첨가제로 옥테니딘 다이하이드로클로라이드(octenidine dihydrochloride, OCT)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.A separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that octenidine dihydrochloride (OCT) was used as an additive.

비교예 7.Comparative Example 7.

상용 역삼투 분리막인 Hydranautics/Nitto Denko사의 SWC4+ 분리막을 사용하였다.A commercial reverse osmosis membrane, Hydranautics/Nitto Denko's SWC4+ membrane was used.

실험예 1. 분리막 구조 관찰Experimental Example 1. Observation of membrane structure

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 7에서 제조된 분리막의 구조를 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 이용하여 분석하였다.The structures of the separators prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 7 were analyzed using a scanning electron microscope (SEM).

본 발명에서 도 2는 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 7에서 제조된 TFC 분리막의 표면을 주사전자현미경을 통하여 확인한 이미지이다. In the present invention, Figure 2 is an image confirmed through a scanning electron microscope of the surface of the TFC separator prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 7.

상기 도 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 형성된 폴리아마이드 선택층은 일반적인 고밀도의 폴리아마이드 선택층에서 나타나는 rough한 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 2, it can be confirmed that the polyamide selection layer formed in Example 1 has a rough structure that appears in general high-density polyamide selection layers.

실험예 2. 분리막 성능 측정Experimental Example 2. Measurement of membrane performance

제조된 분리막에 2,000 ppm의 염화나트륨(NaCl) 수용액을 압력 15.5 bar, 온도 25℃, 유량 1 L/min의 공정조건으로 투과시켜 염 제거율과 수투과도를 비교하였다. A 2,000 ppm sodium chloride (NaCl) aqueous solution was passed through the prepared membrane under process conditions of a pressure of 15.5 bar, a temperature of 25° C., and a flow rate of 1 L/min, and the salt removal rate and water permeability were compared.

또한, 내오염 평가를 위해, 각 분리막들의 수투과도를 20 LMH(L m-2 h-1)로 조정한 다음, 박테리아가 포함된 용액(P. aeruginosa, 103 CFU, LB broth 0.5 g/L의 농도)을 투과시켜 12 시간 동안 투과도 감소를 측정하였다.In addition, for the evaluation of fouling resistance, the water permeability of each membrane was adjusted to 20 LMH (L m -2 h -1 ), and then a solution containing bacteria (P. aeruginosa, 10 3 CFU, LB broth 0.5 g / L concentration) was permeated and the decrease in permeability was measured for 12 hours.

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 비교예 7Comparative Example 7 수투과도 (L m-2 h-2 bar-1)Water permeability (L m -2 h -2 bar -1 ) 1.661.66 0.400.40 1.281.28 1.401.40 1.491.49 0.460.46 0.190.19 1.561.56 염 제거율 (%)Salt removal rate (%) 99.699.6 96.196.1 99.199.1 97.797.7 98.498.4 97.897.8 93.393.3 99.499.4

표 1은 분리막의 수투과도 및 염 제거율을 나타낸다. Table 1 shows the water permeability and salt rejection of the separator.

표 1에 도시된 결과와 같이, 실시예 1에 의해 제조된 분리막은 비교예들의 분리막들과 비교하여 더 높은 수투과도와 염 제거율을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 제조 방법을 통해 제조된 분리막은 높은 수투과도와 염 제거율을 가져, 높은 순도의 물을 다량으로 생산할 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the separator prepared in Example 1 has higher water permeability and salt rejection compared to the separators of Comparative Examples. Through this, it can be confirmed that the separation membrane manufactured by the manufacturing method according to the present invention has high water permeability and salt removal rate, and thus can produce a large amount of high purity water.

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 비교예 7Comparative Example 7 수투과도(A, L m-2 h-2 bar-1)Water permeability (A, L m -2 h -2 bar -1 ) 1.661.66 0.400.40 1.281.28 1.401.40 1.491.49 0.460.46 0.190.19 1.561.56 12시간 동안 박테리아에 의해 오염된 수투과도
(B, L m-2 h-2 bar-1)
Water permeability contaminated by bacteria for 12 hours
(B, L m -2 h -2 bar -1 )
1.381.38 0.290.29 0.850.85 0.990.99 1.031.03 0.320.32 0.130.13 1.061.06
정규화된 수투과도 (B/A)Normalized water permeability (B/A) 0.830.83 0.720.72 0.660.66 0.710.71 0.690.69 0.690.69 0.690.69 0.680.68

표 2는 분리막 내오염 성능 결과를 나타낸다. Table 2 shows the fouling performance results in the membrane.

표 2에 도시된 결과와 같이, 실시예 1에 의해 제조된 분리막은 비교예들의 분리막들과 비교하여 박테리아 feed 조건하에서 낮은 투과도 감소를 보이는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 2, it can be seen that the membrane prepared in Example 1 shows a low decrease in permeability under the bacteria feed condition compared to the membranes of Comparative Examples.

즉, 실시예 1에서는 BAC의 첨가로 인해 분리막의 선택층에 친수성 및 항균성이 증가되어, 비교예와 비교하여 10% 이상, 구체적으로 11% 내지 26% 의 높은 내오염 성능을 나타낸 것을 확인할 수 있다. That is, in Example 1, it can be confirmed that the hydrophilicity and antibacterial properties of the selective layer of the separation membrane are increased due to the addition of BAC, resulting in a high fouling resistance performance of 10% or more, specifically 11% to 26% compared to the comparative example. .

또한, 도 3은 12 시간동안 분리막의 정규화된 수투과도 및 12 시간 이후 분리막 표면의 공초점 현미경(CLSM)이미지를 나타낸다.In addition, Figure 3 shows the normalized water permeability of the separator for 12 hours and confocal microscopy (CLSM) images of the surface of the separator after 12 hours.

도 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 분리막 표면은 다른 비교예들과 비교하여 매우 낮은 표면 오염도를 보이는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 분리막이 비교예들 대비 월등히 우수한 내오염성을 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the surface of the separator of Example 1 shows a very low surface contamination compared to other comparative examples. Through this, it can be confirmed that the separation membrane manufactured by the manufacturing method according to the present invention exhibits significantly better fouling resistance compared to the comparative examples.

Claims (11)

다공성 지지체 상에 제1 유기단량체, 제1 용매 및 항균성 계면활성제를 포함하는 제1 용액을 함침 또는 도포하는 단계;
제2 유기단량체 및 제2 용매를 포함하는 제2 용액을 함침 또는 도포하는 단계; 및
상기 제1 용액 및 제2 용액에 각각 용해되어 있는 제1 유기단량체와 제2 유기단량체 간의 계면중합(interfacial polymerization)을 통해 선택층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 항균성 계면활성제는 벤잘코늄클로라이드(benzalkonium chloride, BAC)인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
Impregnating or applying a first solution containing a first organic monomer, a first solvent and an antimicrobial surfactant on a porous support;
impregnating or applying a second solution containing a second organic monomer and a second solvent; and
Forming a selective layer through interfacial polymerization between a first organic monomer and a second organic monomer dissolved in the first solution and the second solution, respectively;
The method of manufacturing a thin film composite separator in which the antimicrobial surfactant is benzalkonium chloride (BAC).
제 1 항에 있어서,
다공성 지지체는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아이소뷰틸렌(polyisobutylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 테프론(polytetrafluoroethylene), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리비닐플루라이드(polyvinylfluoride), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidenefluoride) 및 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 고분자로부터 형성되는 것인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
The porous support is polyacrylonitrile (PAN), polysulfone, polyethylene, polypropylene, polyacetylene, polyisobutylene, polyvinylchloride , polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polystyrene, polydimethylsiloxane, polyvinylfluoride, polyvinylalcohol, Formed from one or more polymers selected from the group consisting of polybenzimidazole, polyvinylpyrrolidone, polyetherimide, polyvinylidenefluoride and polyetheretherketone A method for manufacturing a thin film composite separator.
제 1 항에 있어서,
다공성 지지체의 두께는 1 내지 1,000 ㎛이고, 평균 기공 크기는 1 nm 내지 100 ㎛이며, 표면 기공도는 10 내지 90%인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing a thin film composite separator having a thickness of 1 to 1,000 μm, an average pore size of 1 nm to 100 μm, and a surface porosity of 10 to 90%.
제 1 항에 있어서,
선택층은 가교된 또는 비가교된 폴리아마이드(polyamide), 폴리피페라진-아마이드(polypiperazine-amide), 폴리에스터(polyester), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리비닐알코올, 폴리이미드(polyimide) 및 폴리에테르이미드일 수 있으며, 전 방향족(fully aromatic), 부분 방향족(partially aromatic), 또는 전 지방족(fully aliphatic)의 화학구조를 갖는 것인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
The optional layer is a cross-linked or uncross-linked polyamide, polypiperazine-amide, polyester, polyurethane, polyvinyl alcohol, polyimide and polyether. A method for producing a thin film composite separator that may be mead and has a chemical structure of fully aromatic, partially aromatic, or fully aliphatic.
제 1 항에 있어서,
제1 유기단량체는 m-페닐렌디아민(m-phenylenediamine, MPD), o-페닐렌디아민(o-phenylenediamine), p-페닐렌디아민(p-phenylenediamine), 피페라진(piperazine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine), 디에틸아미노프로필아민(diethylaminopropylamine), 메탄디아민(methanediamine), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), o-디하이드록시벤젠(o-dihydroxybenzene), m-디하이드록시벤젠(m-dihydroxybenzene), p-디하이드록시벤젠(p-dihydroxybenzene) 및 폴리비닐알코올로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
The first organic monomer is m -phenylenediamine (MPD), o -phenylenediamine ( o -phenylenediamine), p -phenylenediamine ( p -phenylenediamine ), piperazine (piperazine), diethylenetriamine (diethylenetriamine ), triethylenetetramine, diethylaminopropylamine, methanediamine, polyethyleneimine, o -dihydroxybenzene , m -dihydroxy Benzene ( m -dihydroxybenzene), p -dihydroxybenzene ( p -dihydroxybenzene), and a method for producing at least one thin film composite separator selected from the group consisting of polyvinyl alcohol.
제 1 항에 있어서,
제1 용매는 물, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 부탄올(butanol), 이소프로판올(isopropanol), 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran) 및 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
The first solvent is water, methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropanol, acetone, tetrahydrofuran and dimethyl sulfoxide Method for producing a thin film composite separator of at least one selected from the group consisting of.
제 1 항에 있어서,
항균성 계면활성제의 함량의 농도는 1 내지 1000 mM인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing a thin film composite separator in which the concentration of the antimicrobial surfactant is 1 to 1000 mM.
제 1 항에 있어서,
제2 유기단량체는 아실클로라이드 말단기를 가지며, 트리메조일 클로라이드(trimesoyl chloride, TMC), 테레프탈로일 클로라이드(terephthaloyl chloride), 사이클로헥산-1,3,5-트리카보닐 클로라이드(cyclohexane-1,3,5-tricarbonyl chloride), 1-이소시아네이토-3,5-벤젠디카보닐 클로라이드(1-isocyanato-3,5-benzenedicarbonyl chloride) 및 이소프탈로일 클로라이드(isophthaloyl chloride)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
The second organic monomer has an acyl chloride terminal group, trimesoyl chloride (TMC), terephthaloyl chloride, cyclohexane-1,3,5-tricarbonyl chloride (cyclohexane-1, 3,5-tricarbonyl chloride), 1-isocyanato-3,5-benzenedicarbonyl chloride (1-isocyanato-3,5-benzenedicarbonyl chloride) and isophthaloyl chloride (isophthaloyl chloride) Method for manufacturing a thin film composite separator.
제 1 항에 있어서,
제2 용매는 n-헥산(n-hexane), 펜탄(pentane), 사이클로헥산(cyclohexane), 헵탄(heptane), 옥탄(octane), 데칸(decane), 도데칸(dodecane), 사염화탄소(carbon tetrachloride), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene) 및 자일렌(xylene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 이상인 박막 복합체 분리막의 제조 방법.
According to claim 1,
The second solvent is n -hexane, pentane, cyclohexane, heptane, octane , decane, dodecane, carbon tetrachloride , A method for manufacturing a thin film composite separator having at least one selected from the group consisting of benzene, toluene, and xylene.
제 1 항에 따른 제조 방법에 의해 제조된 박막 복합체 분리막.
A thin film composite separator manufactured by the manufacturing method according to claim 1 .
제 10 항에 있어서,
정삼투(foward osmosis, FO), 가압식 정삼투(pressure assisted osmosis), 압력지연삼투(pressure-retarded osmosis), 나노여과(nanofiltration) 및 역삼투(reverse osmosis, RO) 공정에 적용되는 박막 복합체 분리막.
According to claim 10,
Thin film composite membrane applied to forward osmosis (FO), pressure assisted osmosis, pressure-retarded osmosis, nanofiltration and reverse osmosis (RO) processes.
KR1020220172777A 2021-12-10 2022-12-12 Method of Fabricating Anti-fouling Membranes using Biocidal Surfactants KR20230088624A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210176474 2021-12-10
KR20210176474 2021-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230088624A true KR20230088624A (en) 2023-06-20

Family

ID=86995040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220172777A KR20230088624A (en) 2021-12-10 2022-12-12 Method of Fabricating Anti-fouling Membranes using Biocidal Surfactants

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230088624A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150137408A (en) 2014-05-29 2015-12-09 엘지전자 주식회사 Membranes Having Antibiotic and Hydrophilic Properties and Preparing Method Thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150137408A (en) 2014-05-29 2015-12-09 엘지전자 주식회사 Membranes Having Antibiotic and Hydrophilic Properties and Preparing Method Thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101907106B1 (en) Semi-permeable film and membrane including nanoporous material, and method of manufacturing the same
KR101733264B1 (en) Polyamide water-treatment membranes having properties of high salt rejection and high flux and manufacturing method thereof
KR101692784B1 (en) Method of Preparing Membrane Using Active Layer Prepared by Support-free Interfacial Polymerization in Free Surface
KR102198401B1 (en) Membrane with superior solute rejection performance using aromatic hydrocarbons and its manufacturing technique
KR20140016271A (en) Composite semipermeable membrane, composite semipermeable membrane element, and method for manufacturing composite semipermeable membrane
KR101519026B1 (en) Forward osmosis membranes based on multilayered thin films using a molecular layer-by-layer crosslinking assembly of organic monomers and method for fabricating the same
KR101150285B1 (en) Water purification membranes with enhanced antifouling property and manufacturing method thereof
KR101852889B1 (en) Forward osmosis thin-film composite membrane comprising supporting interlayer consisting of polydopamine and graphene oxide and method for preparing thereof
KR102141265B1 (en) Water-treatment membrane and method for manufacturing the same
KR101971130B1 (en) Forward osmosis thin-film composite membrane with improved water flux comprising supporting interlayer consisting of polydopamine and graphene oxide and method for preparing thereof
KR101972172B1 (en) Polyamide composite membrane having high quality and manufacturing method thereof
KR100813908B1 (en) Preparation method of highly permeable composite polyamide nanofiltration membranes
KR101450723B1 (en) Reverse osmosis membranes based on multilayered thin films using a layerbylayer crosslinking assembly of organic monomers and method for preparing the same
KR101790174B1 (en) A PVA coated hollow fiber mambrane and a preparation method thereof
KR102113397B1 (en) Reverse osmosis membrane for osmotic backwashing process and method of manufacturing the same
KR20230088624A (en) Method of Fabricating Anti-fouling Membranes using Biocidal Surfactants
KR20140073671A (en) Forward osmosis membrane and manufacturing method thereof
KR102176865B1 (en) Method for preparing water treatment membrane and water treatment membrane prepared thereof
KR20170047114A (en) Method for manufacturing water-treatment membrane, water-treatment membrane manufactured by thereof, and water treatment module comprising membrane
KR102309602B1 (en) Reverse-osmosis membrane having excellent salt rejection and method for manufacturing thereof
US20220088542A1 (en) Composite hollow fiber membrane and composite hollow fiber membrane manufacturing method
KR102131374B1 (en) Method for manufacturing a thin-film composite membrane improved in water permeability and surface roughness by using a high organic-soluble additive with a low molecular weight
KR101433841B1 (en) Composite Membrane and Manufacturing Method Thereof
KR20170064425A (en) Method for manufacturing water-treatment membrane, water-treatment membrane manufactured by thereof, and water treatment module comprising membrane
KR100426183B1 (en) A composition for producing microporous polyethersulfone membrane and a method for preparing microporous membrane using the same