나노여과막은 일반적으로 염료 유출수를 처리하는 데 사용됩니다.2-피페라진카르복실산나노여과에 사용되는{0}}박막 복합막(TFC) 막에서 단량체로 기능합니다. 구체적으로, 이는 하부 지지막에 폴리아미드 박막을 형성함으로써 계면 중합(IP) 공정의 수성상 동안 작동합니다. 최근 연구(Tang et al., 2023)에서 이러한 새로운 느슨한 폴리아미드 나노여과막은 염료 유출수 처리 측면에서 기존 나노여과막보다 더 효과적인 것으로 밝혀졌습니다.
기본 메커니즘은 2-피페라진카르복실산의 카르복실산 그룹이 막의 특성을 변형했다는 것입니다. 우선, 기존 카르복실기가 분리막의 극성을 높여 오염에 대한 저항성이 향상되고 방오 성능이 향상된다. 둘째, 카르복실산 작용기는 아민 부위의 반응성을 감소시켜 더 큰 기공 크기와 더 느슨한 폴리아미드 층을 생성합니다. 기공 크기와 Donnan 효과의 균형 잡힌 조합으로 높은 투과도와 함께 정밀한 분리가 가능합니다. 마지막으로 카르복실기는 분리 시 정전기 상호작용에 중요한 음의 표면 전하를 멤브레인에 제공합니다.
2-피페라진카르복실산으로 변형함으로써 생성된 막은 유기 염료와 무기염을 더 잘 분리할 수 있습니다. 또한 멤브레인 성능을 평가할 때 중요한 지표인 더 높은 투수성을 나타냅니다. 또한 사용자와 연구자는 2-피페라진카르복실산의 농도를 조정하여 다양한 목적에 맞게 멤브레인의 성능을 맞춤화할 수 있습니다.
참조:
1. Tang, S., Chen, Y., Zhang, H., Zhang, T., Wang, P., & Sun, H. (2023). 효율적인 염료/염 분리를 위한 수성 단량체 피페라진-2-카르복실산을 기반으로 하는 높은 투과성과 오염 방지 성능을 갖춘 새로운 느슨한 나노여과막입니다. 화학 공학 저널, 475, 146111. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146111