불화 실리카로 개질된 폴리에테르이미드 중공사막을 이용한 혐기성 유출수로부터 바이오가스 회수 (PEI Hollow Fiber Membranes Modified with Fluorinated Silica Nanoparticles for the Recovery of Biogas from Anaerobic Effluents)

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 30권 / 5호 / 326 ~ 332페이지
· 저자명 : 윤강희, 수니 웡치피몬, 배태현

초록

본 연구에서는, 혐기성 처리수에 용해된 바이오가스의 회수를 위해 불화 실리카/고분자 중공사 복합막을 제조하고 막접촉기에서의 성능을 평가하였다. 복합막은 상용 폴리에테르이미드인(PEI) Ultem®을 이용하여 만든 중공사막 표면에 불화 실리카를 강력한 공유 결합을 통해 코팅하는 방법으로 제조되었다. 막접촉기는 바이오가스로 포화된 수용액을 중공사의외부에 공급하고, 중공사 내부로 기체를 투과시키는 방법으로 운전하였다. 높은 공극률을 가진 중공사막(PEI-fSiO2-A)은 액상속도가 0.03 m/s일 때 메탄 회수 유량이 8.25 × 10-5 cm3 (STP)/cm2 ⋅s에 달했고 불화 실리카에 의해 표면 소수성이 매우 높아져 물과의 접촉각이 75.6°에서 120~122°로 향상되었다. 본 연구에서 제조된 복합막은 바이오가스의 투과 속도와 소수성 모두에서 탈기용으로 제조된 상용 폴리프로필렌 막보다 우수한 성능을 나타냈다.

영어초록

In this study, polymer-fluorinated silica composite hollow fiber membranes were fabricated and applied to a membrane contactor for the recovery of methane dissolved in the anaerobic effluent. To prepare the composite membranes, porous hollow fiber substrates were fabricated with Ultem®, a commercial polyetherimide (PEI). Subsequently, fluorinated silica particles were synthesized and coated on the surface via strong covalent bonding. Due to the high porosity, our membrane showed a CH4 flux of 8.25 × 10-5 cm3 (STP)/cm2 ⋅s at the liquid velocity of 0.03 m/s which is much higher that that of commercial polypropylene membrane designed for degassing processes. This is attributed to our membrane’s high porosity as well as a superior surface hydrophobicity (120~122°) resulted from the coating with fluorinated silica nanoparticles.

참고자료

· 없음