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나노입자를 충전한 선택성이 향상된 고분자 분리막

전문가 제언: ○ 고분자 분리 막은 해수담수화, 폐수처리, 인공신장기, 화학공정에서 물질분리 등으로 그 응용범위가 점점 넓어지고 고기능화 되어가고 있다. 특히 최근에는 석유가격이 급등하여 종래에 증류 등의 방법에 의해 분리하던 화학공정을 고분자 막 공정으로 대체하기 위한 연구에 많은 노력이 경주되고 있다.

○ 고분자 분리 막은 포아의 크기에 따라 MF막, UF막, NF막, RO막 등이 있으며 막의 형태도 필름, 중공섬유 등으로 다양한 형태가 있다. 가스분리 막으로는 NF막이하의 포아크기를 가진 것으로 용도에 따라 포아크기를 조절한다. 고분자로는 폴리아미드, 폴리이미드 등 다양한 고분자들로 만들어질 수 있다.

○ 일반적으로 고분자에 투과성이 없는 무기입자를 첨가하면 분리 막의 투과도가 저하되기 때문에 입자의 첨가는 피하고 있다. 본 발명은 고분자 분리 막에 금속계통의 나노입자를 첨가하여 선택성과 투과도를 동시에 올리는 방법이다. 금속화합물 나노입자를 첨가하였기 때문에 다양한 화학공정의 촉매로도 응용가능하다.

○ 나노입자는 LAMA공정에 의해 제조된 입자직경이 1~20 nm인 것을 제조와 동시에 고분자용액에 포집하여 응집되는 것을 방지한다. 나노입자가 분산된 고분자 용액을 필름상태로 UV 등에 의해 중합시켜 가교된 나노복합체 분리 막을 제조한다. 나노복합체 분리 막은 종래 분리 막으로 분리가 불가능한 에틸렌/에탄 등을 분리할 수 있는 종래의 개념을 탈피한 획기적인 제품이다.

○ 국내에서도 각종 분리 막이 대량생산되고 있고 연구도 활발하다. 석유가격이 급등하는 지금의 상황에서 에너지소모가 적은 막 공정의 응용범위를 넓힐 수 있는 본 발명의 기술은 특히 국내에서 유용할 것으로 사료된다. 본 발명의 청구범위는 거의 모든 고분자와 대부분의 금속화합물이 포함되어 있어 특허를 회피하는 것이 매우 어려워 보인다. 특허를 피할 수 없다면 도입을 검토해보는 것도 나쁘지 않을 것 같다.

저자: Board of Regents, The University of Texas system
자료유형: 특허정보