수처리용 세라믹 기반 그래핀 맴브레인의 합성 및 물질이동특성

김창민; 박기범; 김광수; 김인수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김창민 박기범 김광수 김인수

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제37권 제11호

발행연도: 2015.11

수록면: 649 - 655 (7page)

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본 연구에서는 막 기반 수처리 기술의 핵심인 막 성능 및 특성을 혁신적으로 개선시키기 위한 새로운 형태의 막으로서 그래핀과 세라믹을 결합하는 세라믹 기반 그래핀 막(Ceramic-based graphene membrane (CbGM))을 만들고, 막에서 일어나는 물질 이동 특성을 파악하였다. 수투과 및 염 제거의 역할을 하는 활성층으로서 그래핀이 사용되었으며, 간단한 Filtrationassisted assembly (FAA) 방법을 도입하여 막을 합성하였다. 합성한 막의 표면 형태 및 특성 분석을 위해 주사전자 현미경 및 접촉각을 분석하였으며, 막 성능 및 특성 파악을 위해 3가지 용질(i.e., NaCl, MgCl₂, NA₂SO₄)을 회분식 정삼투 시스템에서 용질 이동을 측정하였다. 표면 형태 특성 분석과 물질 이동 결과를 통해, 그래핀 층의 두께 보다는, 활성층을 구성하는 그래핀조각들 사이의 교합(Interlocking)이 막에 선택성 부여함에 있어서 가장 중요함을 확인하였다. 또한, 농도차를 구동력으로 하는 막 공정에 CbGM을 적용하였을 때, 수중의 음이온과 양이온의 최외각 전하비(Z -/Z+)값이 증가할수록 용질 이동이 비례적으로 촉진되었으므로, CbGM의 표면이 양으로 하전되어 있으며, 이것이 전하된 물질의 이동에 매우 큰 영향을 끼친다는 것을 확인하였다.

#물질 이동 #세라믹 기반 그래핀 막 #수처리 #CbGM #Ceramic-based Graphene Membrane #Mass Transport Behavior #Water Treatment

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[학술지(정기간행물)] - Pendergast, M. M. / 2011 / A review of water treatment membrane nanotechnologies / Energy Environ. Sci. 4 : 1946 ~ 1971

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