DAILY PAPER REVIEW

0315_Water permeability and water/salt selectivity tradeoff in polymers for desalination

 

 

1. Title & Journal
Water permeability and water/salt selectivity tradeoff in polymers for desalination

Journal: journal of Membrane Science (2011)

2. Background of authors
Geoffrey M. Geisea, Ho Bum Parkb,*, Alyson C. Saglea, Benny D. Freemana, James E. McGrathc

a Department of Chemical Engineering and Center for Energy and Environmental Resources, University of Texas at Austin, Austin, TX 78758, United States
b WCU Department of Energy Engineering, Hanyang University, Seoul 133-791, Republic of Korea
c Macromolecular and Interfaces Institute and Chemistry Department, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA 24061, United States

3. Summary
이 논문은 해수담수화에서 사용하는 폴리머 재질의 막에서의 물투과성(water permeability)과 물/염 분리성(water/salt selectivity)의 상충관계(tadeoff relations)를 다루고 있다. 저자는 이 개념을 폴리머 막을 이용한 가스분리 공정에서 관측되는 gas permeability와 gas selectivity의 상충관계 현상에서 얻어왔다. 그 상충관계에 대한 예는 아래의 그림에 잘 나타나 있다. 이 그림은 산소/질소 가스의 분리에 관한 것이다. 
 
그림을 보면 알 수 있듯 폴리머 막에서의 가스투과도와 가스분리 사이의 상충관계에 따른 upper bound 현상을 관측 할 수 있다. 또한 이 그래프의 분석을 통해 최적의 물질 투과와 분리도 조합을 달성할 수 있다.
또한 저자는 현재 상업적으로 사용중인 막의 종류에 따른 물 투과율과 소금의 통과율 사이의 상관관계를 알아보기 위해 다음과 같은 분석을 하였다. 분석 결과는 다음과 같다.

논문에서 물투과율(water permeance)과 염제거율(Nacl rejection)은 막재질의 내제된 고유의 물성치라고 보지 않고 있다. 그 이유로, 이 두 요소는 샘플사이즈, 즉 막의 두께(membrane thickness)에 영향을 받기 때문이라고 언급하고 있다. 또한 상충관계 분석에 있어서 water flux 및 water permeance 보다는 water permeability가, 그리고 rejection보다는 water/salt permeability selectivity의 사용이 막의 고유성질들의 명확한 비교를 제시한다고 언급한다. 

4. Originality & Contribution
본 연구를 통해 저자는 새로운 막 재질의 디자인과 재질 고유 물성치가 상충관계선을 따라 제작되었는지의 계산에 대한 일종의 가이드 라인을 제시하였다. 

5. Reviewer: 정관호 jkh@gist.ac.kr

첨부 (1)
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