DAILY PAPER REVIEW

0803_Internal concentration polarization in forward osmosis: role of membrane orientatio...

 

 

1. Title & Journal
Journal: Desalination 197 (2006) 1-8 
Title: Internal concentration polarization in forward osmosis: role of membrane orientation
Authors: Gordon T. Gray, Jeffrey R.McCutcheon, Menachem Elimelech

2. Background of authors
Corresponding author: Menachem Elimelech
Information: Department of Chemical Engineering, Environmental Engineering Program, Yale University

3. Summary
 ICP의 기본적인 지배방정식은 Lee et al.이 처음으로 개발하였고, Loeb et al.이 이후 이 식을 더욱 발전시켰다. 이 논문은 FO 실험 및 분석을 통해서 ICP의 지배 메커니즘에 대해 연구하였는데, 특히 삼투압과 water flux간의 관계 및 membrane orientation이 ICP에 미치는 영향에 대해 연구의 포커스를 맞추었다. 

 실험에 사용된 FO 막은 HT사의 cellulose acetate로 만든 flat sheet membrane이다. Draw solution은 NaCl(분자량: 58 g/mol), dextrose(180 g/mol), sucrose solution(342 g/mol) 등 세 가지로 바꾸어가며 실험하였고, feed solution은 모두 deionized water가 사용되었다. Membrane unit은 SEPA cell이며, plastic mesh spacer가 사용되었다. 또한, feed solution과 draw solution은 co-current로 흐르는 조건에서 실험이 진행되었다. 

 실험결과, PRO mode(active layer가 draw solution과 면함)에서 ICP의 영향을 무시할 경우, solute의 분자량의 영향은 무시할 정도로 나타났다. 반면, FO mode에서는 Dilutive ICP(Fig. (a))의 영향으로 water flux는 draw solution의 농도와 분자량에 모두 영향을 받는 것으로 나타났다. Draw solution의 분자량이 클수록 diffusion이 잘 일어나지 않아 dilutive ICP가 더 심화되고, water flux가 감소한다(Fig. 3.). 또한, draw solution 농도와 water flux와의 관계는 logarithmic 한 것으로 관찰되었다. 

 4. Originality & Creativity
 독창적이라 보기는 어렵지만, Dilutive ICP와 Concentrative ICP의 컨셉을 그림과 설명으로 명확하게 나타낸 점과 실험 데이터를 이용하여 가설을 증명한 부분이 정리가 잘 되어있는 것 같다.

5. Contact
Jihye Kim (Integrated course 1st year)

Environmental Systems Engineering Lab.
Department of Environmental Science & Engineering
Gwangju Institute Science and Technology
1 Oryong-dong Buk-gu Gwangju, 500-712, Korea

Tel : +82-62-970-2461
Fax : +82-62-970-2434
Phone : +82-10-9402-8718
E-mail : jihyekim@gist.ac.kr

첨부 (1)
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