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규산알루미늄의 비대칭 분리막

전문가 제언: ○ 다공질 재료는 기공의 크기분포 등 기하학적 특성으로 기체-고체의 분리나 액체-고체를 분리할 목적으로 화학 공정, 세균 여과, 용융금속 중의 불순 개재물의 여과 등에 폭넓게 이용도고 있다. 이때 물질이 걸러질 통로의 길이가 짧으면 짧을수록 분리 효과가 높아질 것이다. 즉 분리막의 두께가 얇을수록 좋다.

○ 분리막은 미세한 기공을 많이 함유한 다공체이므로 분리공정에서 생긴 이물질이 쌓이면 원하지 않는 화학반응이 유발되기도 한다. 이런 반응에 견뎌야 하며 경우에 따라서 열처리로 분리막 전체를 정화할 필요가 있다. 따라서 분리막 자체가 화학적으로 비활성이며 열에 안정할 뿐만 아니라 기계적 강도를 지닌 재료를 사용할 필요가 있다.

○ 다공질 세라믹스는 유기물이나 금속재료보다 내열, 내식성이 우수하여 고온이나 내식성이 요구되는 분야에 널리 이용된다. 그중에서 규산알루미늄계 광물은 지구 전체를 덮고 있어서 어디서나 손쉽게 구할 수 있다. 원하는 강도와 분리 특성이 있는 세라믹 분리막을 제조하려면 기공이 큰 지지체에 기공이 점점 작은 막을 연속적으로 코팅하여 가장 기공이 작은 막에서 최종적으로 분리가 일어난다.

○ 본 연구에서는 규산알루미늄 원료를 사용하여 지지체부터 분리막까지 연속적으로 층을 이루는 다공체를 만들었으며 다공체 코팅에 사용한 현탁액에 CMC의 3% 알코올-수용액을 사용함으로 기공이 0.3㎛이고 두께가 30~50㎛인 비대칭 분리막을 만들었다.

○ 점토광물에 의한 세라믹 분리막 특성에 미치는 영향(2014년 세라믹학회지), 베마이트를 이용한 한외 여과막 제조(2014년 세라믹학회지), 광촉매 코팅 세라믹 분리막 이용(2013년 멤브레인) 등 우리나라에서도 다양한 분리막을 연구하고 있다. 세라믹 분리막 제조에 사용하는 원료의 입도 분포를 철저히 관리하고 현탁액에 사용할 용매를 선택하여 적당한 점도를 가진 현탁액을 만들 방법을 모색할 필요가 있다고 본다.

저자: T. P. Salikhov et al.
자료유형: 학술정보