본 기술은 무기 알루미나 멤브레인 지지체 위에 층간 거리가 긴 수산화기-풍부 그래핀 산화물(HGO) 또는 수산화기-풍부 환원된 그래핀 산화물(HRGO) 층을 진공여과로 형성한 염제거용 막과 그 제조방법, 염제거 방법입니다. 두 단일막을 그래핀 층이 마주보도록 겹친 이중막 구조와 구리 호일 외주부를 갖습니다.
해수 담수화 수요가 커지면서 NaCl 등 염분을 효율적으로 걸러내는 멤브레인이 요구되었지만, 기존 그래핀 산화물 멤브레인은 사용 후 막에 흡착된 오염물질을 제거하기 어려워 재사용에 한계가 있었습니다. 통상적인 환원된 그래핀 산화물은 층간 거리가 짧아 물 투과와 이온 제거를 함께 확보하기 어려운 문제가 있었습니다.
본 기술은 4Å 초과 10Å 미만의 층간 거리를 갖는 HRGO 층으로 염은 걸러내고 물은 주로 통과시키며, 환원 과정에서 회복된 그래핀의 전도도 덕분에 전압을 걸어 흡착 오염물을 손쉽게 떼어낼 수 있습니다. 기공이 큰 알루미나 지지체를 사용해 막의 견고함과 이온 투과성을 함께 확보하므로 해수 담수화 설비, 염수 정화 공정, 산업 용수 처리 필터에 적용될 수 있어 막 교체 주기를 늘리는 반복 사용형 탈염 모듈을 구성할 수 있습니다.
본 발명은 교육과학기술부의 그래핀 기반 바이오센서 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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