Polymer(Korea) (폴리머)

The Polymer Society of Korea (한국고분자학회)
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Studies on the Fouling Reduction by Coating of Cationic Exchange Polymer onto Reverse Osmosis Membrane Surfaces

역삼투막 표면의 양이온 교환 고분자 코팅에 의한 파울링 감소 연구

  • 박찬종 (한남대학교 나노생명화학공학과) ;
  • 김성표 (한남대학교 나노생명화학공학과) ;
  • 정성일 (한남대학교 나노생명화학공학과) ;
  • 임지원 (한남대학교 나노생명화학공학과)
  • Received : 2012.07.13
  • Accepted : 2012.09.05
  • Published : 2012.11.25
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Abstract

The cation exchange polymer, poly(styrene sulfonic acid) (PSSA), was coated onto polyamide (PA) thin film composite reverse osmosis (RO) membranes. Then these membranes were investigated for the model foulants, bovine serum albumin (BSA), humic acid (HA), and sodium alginate (SA) to check whether there are some improvement. The contact angle of PSSA coated PA RO membrane showed $58^{\circ}$ from $78^{\circ}$, the value of PA RO membrane, which confirmed successful hydrophilization. As the operating pressure increased (2, 4, 8 atm for BSA, HA and SA 100 ppm in feed solution), the fouling phenomena was worse for both none- and PSSA-coated membranes. The fouling increased in the order of BSA>SA>HA due to the interactions between sulfonic acid in PSSA and functional groups of foulants. On the other hand more significant fouling reduction was observed in the order of HA>SA>BSA. The photographs of scanning electron microscopy showed the same trend. As a result, there was the improvement of fouling phenomena for the PSSA coated RO membranes, distinctly in the case of HA.

본 연구에서는 폴리아미드 역삼투 복합막 표면에 양이온교환 고분자인 poly(styrene sulfonic acid)(PSSA)를 코팅한 후 모델 오염물질인 bovine serum albumin(BSA), humic acid(HA), sodium alginate(SA)에 대하여 파울링 개선 효과가 있는지를 알아보고자 하였다. PSSA가 코팅된 폴리아미드 복합막의 표면에 대한 접촉각을 확인한 결과 $78^{\circ}$에서 $58^{\circ}$로 낮아져 표면이 친수화된 것을 확인하였다. 모델 오염물질로서 BSA, HA, SA 등이 100 ppm 용해된 공급원액을 2, 4, 8 atm 조건에서 PSSA 코팅된 막과 코팅되지 않은 막에 대하여 파울링 실험을 수행한 결과 압력이 증가함에 모든 오염물질에 대해서 파울링은 심화되었다. 파울링은 BSA>SA>HA의 순으로 일어났으며 PSSA가 코팅된 막에 대해 파울링 개선효과는 HA>SA>BSA의 순으로 나타났다. 이는 막표면의 PSSA가 지니는 설폰산과 오염물질의 작용기간의 상호작용으로 인한 결과이며, 이는 SEM으로 관찰한 사진과도 같은 경향을 보여주었다. 결론적으로 PSSA가 코팅된 역삼투막은 파울링 개선효과가 있었으며 HA의 경우에서 가장 두드러졌다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 중소기업청

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