• 상하수도학회지
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• 제18권4호
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• pp.493-499
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• 2004

Rejection characteristics of heavy metals by nanofiltration membranes were investigated. Nanofiltration membranes rejected heavy metals much better than chloride, sulfate and TOC, of which concentration in synthetic wastewater was higher than that of heavy metals. To consider rejection characteristics of various metals by nanofiltration membranes, separation coefficient, which is the ratio of the metal permeation rate to the chloride ion or TOC permeation rate, was introduced. In spite of different materials and different nominal salt rejection of nanofiltration membrane used, the separation coefficients of metals were nearly the same. In particular, the separation coefficient of arsenic against chloride ion and TOC was larger than any other separation coefficient of heavy metals. These phenomena were observed in the relationship between the molar conductivity and the separation coefficient for heavy metals.

• Membrane and Water Treatment
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• 제15권3호
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• pp.139-152
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• 2024

Mixed matrix membranes have gained significant recognition in the wastewater treatment industry for their effectiveness in removing dyes, proteins, and heavy metals from water sources. Researchers have developed an innovative technique to enhance properties of these membranes by incorporating amine-functionalized carbon nanotubes into the polymer matrix. This approach introduces amine functional groups onto the membrane surface, which are then modified with trimesoyl chloride and cyanuric chloride. The modified membranes are characterized by XPS to confirm successful bonding of amines with the trimesoyl chloride and cyanuric chloride. The surface charge of the modified membrane also plays a role in the modification process; the membrane modified with trimesoyl chloride has a negative surface charge, while the one modified with cyanuric chloride has a more positive charge. At the same acidic pH, the positive or negative charge of the mixed matrix membranes assists in enhancing the rejection of heavy metals. This results in improved antifouling properties for both modified membranes. The heavy metal rejection for all modified membranes is higher than for unmodified membranes, due to both adsorption and complexation abilities of the functional groups on the membrane surface with heavy metal ions. As the membrane surface functionalities increase through modification, the separation due to complexation also increases. The bulk morphology of the membrane remains unchanged, while roughness slightly increases due to the surface treatment.

• 토지주택연구
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• 제4권1호
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• pp.119-124
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• 2013

나노여과막은 일반적으로 하전막이며, 용질의 하전성, 막과의 상호작용에 의해서 특징 있는 분리특성을 보인다. 본 연구에서는 나노여과막에 의한 폐수 중의 중금속류의 제거에 미치는 하전특성을 조사했다. 크롬(Cr), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 비소(As), 주석(Sn), 납(Pb)을 각각 0.1mg/L 첨가한 모의폐수를 제조하여 나노여과막(a)와 나노여과막(b)를 이용하여 운전압력 0.24MPa, 온도 $25^{\circ}C$에서 여과실험을 수행하였다. 그 결과, 나노여과막(a)와 나노여과막(b)에 의한 염소 이온의 제거율은 12.8%, 3.5%였고, 황산이온의 제거율은 78%, 9.3%였고 TOC의 제거율은 70.4%, 26.2%이었다. 한편, 중금속의 제거율은 나노여과막(a)의 경우 크롬(Cr) 92.5%, 철(Fe) 90.9%, 구리(Cu) 93.1%, 아연(Zn) 92.6%, 비소(As) 74.6%, 주석(Sn) 97.3%, 납(Pb) 93.4%이었고, 나노여과막(b)의 경우는 크롬(Cr) 69.9%, 철(Fe) 84.6%, 구리(Cu) 87.0%, 아연(Zn) 73.3%, 비소(As) 15.2%, 주석(Sn) 80.1%, 납(Pb) 87.7%이었다. 여기서, 나노여과(a), 나노여과(b)의 경우 공통적으로 크롬, 철, 동, 아연, 주석, 납에 비하여 비소의 제거율은 상대적 낮았다. 상기 실험결과에서 폐수 중에 다량 함유되는 염소이온 및 황산이온에 대한 중금속류의 분리계수와 이온성분의 수중에서의 활동정도를 나타내는 인자인 이온 몰 전도도로 해석할 수 있었다. 그 결과, 몰 전도도 비가 큰 중금속 이온일수록, 나노여과막에 의한 중금속 이온의 제거율이 높아지는 경향을 알 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권3호
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• pp.239-244
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• 2019

Plating wastewater containing various heavy metals can be produced by several industries. Specifically, we focused on the removal of copper (Cu2+) and nickel (Ni+) ions from the plating wastewater because all these ions are strictly regulated when discharged into watershed in Korea. The application of both nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) technologies for the treatment of wastewater containing copper and nickel ions to reduce fresh water consumption and environmental degradation was investigated. In this work, the removal of copper (Cu2+) and nickel (Ni+) ions from synthetic water was studied on pilot scale remove by before using two commercial nanofiltration (NF) and reverse osmosis(RO) spiral-wound membrane modules (NE2521-90 and RE2521-FEN by Toray Chemical). The influence of main operating parameters such as feed concentration on the heavy metals rejection and permeate flux of both membranes, was investigated. Synthetic plating wastewater samples containing copper ($Cu^{2+}$) and nickel ($Ni^{2+}$) ions at various concentrations(1, 20, 100, 400 mg/L) were prepared and subjected to treatment by NF and RO in the pilot plant. The results showed that NF, RO process, with 98% and 99% removal for copper and nickel, respectively, could achieve high removal efficiency of the heavy metals.

• 한국물환경학회지
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• 제20권4호
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• pp.307-312
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• 2004

This study was focused on experiment for the separation and concentration process of Cu(II), Zn(II) solution with the variation of applied pressure and concentration using reverse osmosis plate and frame modules. Rejection coefficient and degree of concentration for Cu(II) component using single and multi-stage reverse osmosis process were showed 96.3~97.8%, 0.044~0.191(in single-stage), 96.3~98.4%, 0.400~2.264(in multi-stage) within the range of experimental condition, respectively. Those of Zn(II) were 93.3~97.1%, 0.019~0.395(in single-stage), 96.3~98.2%, 0.365~1.454(in multi-stage), respectively. Degree of concentration of multi-stage were higher than those of single-stage. Heavy metal[Cu(II), Zn(II)] separation was very efficient in using reverse osmosis plate and frame type modules. Separation efficiency for a mixed solution Cu(II) and Zn(II) was higher than those of each one of Cu(II) and Zn(II).

• 공업화학
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• 제7권1호
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• pp.109-117
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• 1996

음이온 계면활성제의 미셀을 이용하여 한외여과막에서의 금속이온의 제거 기술은 분리공정이 간단하고 상변화가 필요없어 폐수로부터 중금속과 작은 분자량의 분자들을 제거할 수 있는 최근에 발전된 기술이다. 임계미셀농도 이상에서 계면활성제 분자들은 서로 모이고 거대분자 또는 미셀을 형성한다. 양이온의 코발트 이온과 음이온 계면활성제 미셀과의 정전기적인 결합으로 크기가 커진 거대분자가 한외여과막에서 제거되었다. 막투과압력차는 한외여과막에서의 금속의 제거율에 비교적 작은 영향을 끼치는 반면 음이온 계면활성제와 금속염간의 비(S/M)는 상당한 영향을 끼쳤다.

• 멤브레인
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• 제19권4호
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• pp.317-323
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• 2009

본 연구는 전자 및 반도체 산업의 각종 에칭공정에서 발생되는 중금속 함유 산성 폐에칭액을 NF 막분리법을 이용하여 에칭액 회수와 중금속 처리를 효율적으로 수행하기 위한 NF 막공정의 운전조건을 설정하기 위한 기본 자료를 확보하는데 있다. 이를 위해 3가지 종류의 상용 NF 막(General Electric Co. Duraslick NF-4040 막, Dow Co. Filmtec LP-4040 막 및 Koch Co. SelRO MPS-34 4040 막)을 대상으로 $Pb^{+2}$ 중금속을 함유한 모의 질산 폐에칭액의 회분식(dead-end) 막여과 실험을 수행하여 폐에칭액의 투과 플럭스와 $Pb^{+2}$ 중금속 이온의 총괄 배제도를 측정하여 폐에칭액 처리에 우수한 NF 막을 선정하였다. 실험결과 질산용액에의 막 보관기간이 길수록, 질산용액의 pH가 낮을수록 산에 의한 막의 손상이 심해졌으며, 질산에 의한 막의 손상은 SelRO MPS-34 4040 < Duraslick NF-4040 < Filmtec LP-4040 막의 순서로 심하게 일어났다. 또한 질산용액에의 막 보관기간이 길수록, 질산용액의 pH가 낮을수록 $Pb^{+2}$ 이온의 배제도가 낮아졌으며, 배제도 값은 Duraslick NF-4040 막의 경우에는 95% 수준의 초기 배제도 값에서 질산용액에의 4달 보관 후에는 20% 수준으로, SelRO MPS-34 4040 막의 경우에는 초기 85% 수준에서 4달 후 65% 수준으로, Filmtec LP-4040 막의 경우에는 초기 90% 수준에서 4달 후 10% 이하 수준으로까지 감소하였다. 3종류의 상용 NF 막 중 내산성 용도로 개발된 SelRO MPS-34 4040 막이 중금속 함유 산성 폐에칭액의 재생에 가장 적합하였다.

• 멤브레인
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• 제33권4호
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• pp.149-157
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• 2023

공유 유기 프레임워크(COF)는 분자 분리, 염료 분리, 가스 분리, 여과 및 담수화를 포함한 다양한 응용 분야에서 가능성을 보여주었습니다. COF를 막에 통합하면 투과성, 선택성 및 안정성이 향상되어 분리 공정이 향상됩니다. 단일 벽 탄소 나노튜브(SWCNT)와 COF를 결합하면 염료 분리에 이상적인 높은 투과성과 안정성을 가진 나노 복합막을 생성합니다. COF를 폴리아미드(PA) 막에 통합하면 합성 계면 전략을 통해 투과성과 선택성이 향상됩니다. 혼합 매트릭스 막(MMM)의 3차원 COF 필러는 CO₂/CH₄ 분리를 향상시켜 바이오가스 업그레이드에 적합합니다. COF와 금속 유기 프레임워크(MOF) 막을 결합한 모든 나노 다공성 복합재(ANC) 막은 투과성-선택성 트레이드오프를 극복하여 가스 투과성을 크게 향상시킵니다. 가상 COF (hypoCOF)를 사용한 계산 시뮬레이션은 CO₂ 분리 및 H₂ 정제와 관련하여 우수한 CO₂ 선택성과 작업 능력을 입증합니다. 박막 복합재(TFC) 및 폴리술폰아미드(PSA) 막에 통합된 COF는 유기 오염물, 염 오염물 및 중금속 이온에 대한 거부 성능을 향상시켜 분리 능력을 향상시킵니다. TpPa-SO₃H/PAN 공유 유기 프레임워크 막(COFM)은 대전된 그룹을 활용하여 정전기적 반발을 통해 효율적인 담수화를 가능하게 함으로써 기존의 폴리아미드 막에 비해 우수한 담수화 성능을 보여 이온 및 분자 분리의 잠재력을 제시했습니다. 이러한 연구 결과는 투과성, 선택성 및 안정성을 향상시켜 향상된 분리 공정을 위한 막 기술에서 COF의 잠재력을 강조합니다. 이 검토에서는 분리 공정에 적용된 COF에 대해 논의합니다.