Crosslinked Sulfonated Poly(Arylene Ether Sulfone) Nanofibrous Membranes for Pressure Retarded Osmosis

Abstract

본 연구에서는 술폰화 폴리(아릴렌 에테르 술폰)을 처음으로 전기방사를 통해 높은 기공도를 가진 지지체를 압력지연삼투에 적용하였다. 전기방사 지지체를 열적 가교를 통해, 가교된 xBPSH XX-ESM을 제조하였다. 가교 과정을 통해 기계적, 화학적, 안정성을 향상하였고, 치수안정성과 분리막 수분함수율을 낮추어서 물에 대한 안정성을 높일 수 있었다. 이렇게 가교된 술폰화 폴리(아릴렌 에테르 술폰) 전기방사 지지체 위에 계면 중합반응을 통해 아마이드 활성층을 올려 복합막 형태(xBPSH 40-TFC) 로 제조하였고 합성 염수를 이용하여 수투과도 및 제염 성능측정을 하였다. 역삼투압 공정에서 상용막인 HTI-TFC와 비교 하였을 때, 약 2배가량 향상된 수투과 계수와 높은 염제거율을 가지는 것을 보였다. 이는 최종적으로 압력지연삼투공정에서 HTI사의 TFC 상용막과 비교하였을 때 전력밀도는 15 bar에서 약 4배 가량 향상된 성능을 보였다. 결과적으로 연구를 통해 가교된 술폰화 폴리(아릴렌 에테르 술폰) 지지체가 압력지연삼투공정용 분리막으로 잠재성이 있다는 것을 확인할 수 있었다. 추가로 화학적 안정성을 지니고 있어 유기용매 나노여과와 연료전지 등 다른 분야로의 적용 가능성이 있을 것으로 생각된다.