나노복합 멤브레인 기반 수처리 흡착·분리 및 항오염 소재 연구

Nano-Enhanced Composite Membranes for Adsorptive Water/Wastewater Purification and Anti-Fouling Materials

연구 내용

Graphene oxide와 Chitosan 기반 네트워크 및 바이오폴리머 스폰지를 활용해 수처리에서 흡착·분리 성능과 재사용성을 높이는 나노복합 멤브레인 소재를 개발하는 연구

나노구조 필러-유사 소재와 나노 스케일 장벽 고분자 기판의 조합을 기반으로 멤브레인에서의 흡착·분리 메커니즘을 정리하고 공정 변수에 따른 성능 변화를 설계합니다. 특히 유리섬유 표면과 GO/Chitosan 하이브리드 네트워크의 계면 결합을 통해 염료의 흡착 및 탈착 특성을 개선하고, 항오염 코팅을 적용해 여과 운전에서 성능 저하를 완화하는 방향으로 접근합니다. 또한 초음파 기반 공정에서 Chitosan 용해 거동을 비교해 재료-공정 적합성을 확보하며, 재활용이 가능한 생체고분자 스폰지 구조로 확장합니다.

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연구 흐름

초기에는 유리섬유 계면을 GO/Chitosan 기능기로 개질하여 염료 제거용 흡착성 멤브레인을 구현하고, 흡착·탈착 특성과 등온식 거동을 통해 재사용성 향상 메커니즘을 검증하는 연구를 수행했습니다. 이후 Chitosan 기반 기능성 소재의 구성 요소와 가공 관점을 정리하고, 초음파 조건에서의 용해성 변화를 비교해 공정 재현성과 계면 성능을 연결하는 방향으로 확장했습니다. 최근에는 나노복합 멤브레인의 구조 설계와 항오염 전략을 종합한 리뷰를 진행하고, 금속-폴리페놀 코팅 및 자기 회수형 3D 생체고분자 스폰지로 여과 성능과 운영 지속성을 동시에 고려한 소재 설계를 수행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

수처리용 나노복합 흡착 멤브레인 모듈
염료/유기오염물 재사용 가능한 흡착 시스템
여과 공정용 항오염 코팅층 설계
초박막 계면 개질 기반 분리막
자기 회수형 스폰지 기반 농축·정제 공정
섬유/다공성 지지체 결합형 멤브레인 제조
산업 폐수의 선택적 흡착 정화 기술
재료-공정 적합성 예측 기반 멤브레인 제작
재생 가능한 친환경 여과 소재
장벽-필러 복합 구조 기반 성능 최적화