Layer-by-Layer 코팅법 기반 수처리막 제조 및 나노여과 분리막의 특성 평가

Abstract

전 세계적인 수자원 부족 문제를 해결하기 위해 폐유기용매를 분리⋅정제하여 재사용하는 유기용매 나노여과(organic solvent nanofiltration, OSN) 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 간단하면서도 두께 제어가 용이한 layer-by-layer (LBL) 코팅법으로 수처리용 박막을 제조하고, 그 나노여과 성능을 종합적으로 평가하였다. 우선 19 wt% PAN 용액을non-solvent induced phase separation (NIPS)법으로 도포하여 지지체를 제작한 후, 키토산을 이용한 양이온 코팅층과PAA⋅GO 혼합용액을 포함한 세 가지 음이온 코팅층(PAA, GO, PAA-GO)을 순차적으로 도포하였다. 특히, 키토산/PAA 3층(PAN(CS/PAA)3) 코팅막은 순수투과도 9.25 LMH/bar, NaCl 및 MgSO4 제거율 각각 33.77% 및 78.43%, 콩고레드 및 메틸오렌지 제거율 95.5% 및 77.79%를 달성하였다. 이러한 결과는 LBL 코팅을 통해 막의 화학적⋅구조적 특성을 정밀하게 조절함으로써 높은 여과 효율과 선택성을 모두 확보할 수 있음을 보여주며, 향후 유기용매 나노여과 및수처리 분야에 적용 가능한 실용적 분리막 적용 가능성을 확인하였다.