DAILY PAPER REVIEW

0127_Zero internal concentration polarization FO membrane: functionalized graphene

 

 

1. Title & Journal

 

Title : Zero internal concentration polarization FO membrane: functionalized graphene

 

Journal : Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2, 425-429

 

 

 

2. Background of author

 

Jing-Gang Gai* and Xiao-Lei Gong

 

State Key laboratory of Polymer Materials Engineering, Polymer Research Institute of Sichuan University, Chengdu, China

 

 

 

3. Summary

 

   논문은 functionalized porous graphene을 해수담수화용 FO막으로 활용하여, 분자동역학 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하고 다양한 pore size에서의 이온의 이동 특성에 대해 연구를 수행하였다. 

 

x, y 방향으로 각각 29 ? z 방향으로 80 ?으로 구성된 시스템으로, z 방향으로 40 ? 지점에 3.6 - 13.6 ?의 pore의 monolayer graphene이 위치하고 있고, 양 끝에 rigid piston으로 닫혀 있는 구조이다. graphene에 의해 분리된 공간에는 각각 0.5 mol/L NaCl과 5.0 mol/L NH4HCO3로 채워져있다. COMPASS force field를 바탕으로 300 K, NVT 조건에서 3 ns (1.0 fs time step) 동안 graphene oxide (GO) hydrophobic porous graphene (GH) 막 구조 및 원자간 힘을 계산하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다. graphene은 두께가 carbon atom 크기로 매우 얇아, FO 공정의 생산성 저하를 유발하는 내부농도분극 (ICP)이 0이된다. GO 막(공극 지름 9.4 ?, 공극률 10%)의 투과도는 상용 cellulose triacetate FO 막보다 1.7 X 103 배 높은 플럭스를 보였고, GH 막은 GO 막에 비해 플럭스는 낮지만 유효공극지름 범위가 넗어 염제거율이 높은 특징을 가진다. 

 

 

 

4. Originality & Application

 

 본 연구를 통해 해수담수화 전용막으로서 functionalized graphene의 가능성을 확인 할 수 있었다. 특히 FO 공정의 ICP문제 해결을 통해 공정 성능을 향상시킬 수 있었다. 본 연구를 바탕으로 porous graphene의 functionalized group 및 공극 크기에 따른 막 성능 비교를 통한 새로운 막 제안 및 검증이 가능할 것으로 보인다.

 

 

 

5. Reviewer contact : 김영미 (youngmikim@gist.ac.kr)

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첨부 (1)
0127_zero ICP FO membrane; functionalized graphene.pdf
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