Polyethersulfone ultrafiltration membranes having antibacterial activities by introducing carbon nanotubes grafted with sulfonated polyethersulfone원문보기
재료의 다양한 기능화를 통해 친수성과 항균성을 갖춘 폴리에테르술폰 (Polyethersulfone, PES) 한외여과막을 제조하였다. 술폰화 된 PES (PES-SO3H, sPES) 로 친수성을 부여하였고, ...
재료의 다양한 기능화를 통해 친수성과 항균성을 갖춘 폴리에테르술폰 (Polyethersulfone, PES) 한외여과막을 제조하였다. 술폰화 된 PES (PES-SO3H, sPES) 로 친수성을 부여하였고, 탄소나노튜브 (CNT) 를 수산화기와 아민기로 표면처리하여 항균성 효과를 극대화 하였다. CNT를 분리막에 결함없이 도입하기 위해, CNT 표면에 sPES를 그라프트 시켜서 sPES-g-CNT를 제조하여 계면접착에너지를 최대화 하였다. sPES와 CNT-OH, CNT-NH2, sPES-g-CNT 의 생성은 FT-IR, H NMR, XPS 및 TGA 분석 등으로 확인하였다. PES 와 sPES, CNT, sPES-g-CNT 등으로 구성된 분리막은 비용매 유도 상분리 (Non-solvent induced phase separation, NIPS) 방법으로 제조되었고, dead-end filtration 공정으로 평가되었다. 여과막의 표면과 단면을 FE-SEM 을 통하여 확인하였다. PES 와 sPES 로 구성된 분리막은 물방울과의 접촉각 측정을 통하여 향상된 친수성을 확인할 수 있었으나, sPES 함량에 따라 향상된 수투과도를 보이지는 않았다. PES 와 CNT 로 구성된 분리막은 CNT 의 표면처리에 따라 향상된 수투과도를 보였다. 또한, pristine CNT 가 첨가된 분리막은 83% 의 낮은 염 배제도를 보인 반면에, sPES-g-CNT 가 첨가된 분리막은 97% 의 높은 염 배제도를 보였다. 항균성 측정 결과, ASTM E 2149 에 따라 pristine CNT에서는 나타나지 않았던 항균성이 CNT 가 수산화기와 아민기로 기능화 되었을 때 S. aureus 와 E. coli 균에 대한 항균성이 크게 향상되었다. CNT-NH2 와 sPES-g-CNT 가 첨가된 PES 분리막의 항균성은 JIS Z 2801 에 따라 측정되었고, 항균활성도가 0.1 을 보였던 PES 분리막에 비교해서 6.1 의 높은 항균활성도를 보였다.
재료의 다양한 기능화를 통해 친수성과 항균성을 갖춘 폴리에테르술폰 (Polyethersulfone, PES) 한외여과막을 제조하였다. 술폰화 된 PES (PES-SO3H, sPES) 로 친수성을 부여하였고, 탄소나노튜브 (CNT) 를 수산화기와 아민기로 표면처리하여 항균성 효과를 극대화 하였다. CNT를 분리막에 결함없이 도입하기 위해, CNT 표면에 sPES를 그라프트 시켜서 sPES-g-CNT를 제조하여 계면접착에너지를 최대화 하였다. sPES와 CNT-OH, CNT-NH2, sPES-g-CNT 의 생성은 FT-IR, H NMR, XPS 및 TGA 분석 등으로 확인하였다. PES 와 sPES, CNT, sPES-g-CNT 등으로 구성된 분리막은 비용매 유도 상분리 (Non-solvent induced phase separation, NIPS) 방법으로 제조되었고, dead-end filtration 공정으로 평가되었다. 여과막의 표면과 단면을 FE-SEM 을 통하여 확인하였다. PES 와 sPES 로 구성된 분리막은 물방울과의 접촉각 측정을 통하여 향상된 친수성을 확인할 수 있었으나, sPES 함량에 따라 향상된 수투과도를 보이지는 않았다. PES 와 CNT 로 구성된 분리막은 CNT 의 표면처리에 따라 향상된 수투과도를 보였다. 또한, pristine CNT 가 첨가된 분리막은 83% 의 낮은 염 배제도를 보인 반면에, sPES-g-CNT 가 첨가된 분리막은 97% 의 높은 염 배제도를 보였다. 항균성 측정 결과, ASTM E 2149 에 따라 pristine CNT에서는 나타나지 않았던 항균성이 CNT 가 수산화기와 아민기로 기능화 되었을 때 S. aureus 와 E. coli 균에 대한 항균성이 크게 향상되었다. CNT-NH2 와 sPES-g-CNT 가 첨가된 PES 분리막의 항균성은 JIS Z 2801 에 따라 측정되었고, 항균활성도가 0.1 을 보였던 PES 분리막에 비교해서 6.1 의 높은 항균활성도를 보였다.
Polyethersulfone (PES) ultrafiltration membranes with hydrophilic and antibacterial properties were fabricated through various functionalization of materials. Hydrophilicity was imparted by sulfonated PES (PES-SO3H, sPES) and antibacterial property was maximized by surface treated carbon nanotubes (...
Polyethersulfone (PES) ultrafiltration membranes with hydrophilic and antibacterial properties were fabricated through various functionalization of materials. Hydrophilicity was imparted by sulfonated PES (PES-SO3H, sPES) and antibacterial property was maximized by surface treated carbon nanotubes (CNT) with hydroxyl groups and amine groups. To introduce CNT into the membranes, CNT grafted with sPES (sPES-g-CNT) was prepared by grafting sPES on CNT surface to maximize interfacial adhesion energy. The formation of sPES, CNT-OH, CNT-NH2 and sPES-g-CNT was confirmed by FT-IR, H NMR, XPS, DSC and TGA analyses. The ultrafiltration (UF) membranes composed of PES and sPES-g-CNT were prepared by non-solvent induced phase separation (NIPS) process and performed by dead-end filtration. The surface and cross morphology of prepared membranes were observed by FE-SEM images. The membranes composed of PES and sPES showed improved hydrophilicity in water contact angle (WCA) measurement, but did not show improved water permeability according to sPES content. The membranes composed of PES and CNT were observed enhanced water permeability by treating CNT surface. In addition, the membrane contained pristine CNT showed 83 % of solute rejection, while which contained sPES-g-CNT showed 97 % of solute rejection. As a result of antibacterial activity test along ASTM E 2149, hydroxyl and amine-functionalized CNTs showed high antibacterial activities to S. aureus and E. coli while no antibacterial activity was observed on pristine CNT. And the antibacterial activity test for the membranes was performed along JIS Z 2801 in which result the membranes contained CNT-NH2 and sPES-g-CNT showed high antibacterial activities while PES membrane showed only 0.1 of antibacterial activity.
Polyethersulfone (PES) ultrafiltration membranes with hydrophilic and antibacterial properties were fabricated through various functionalization of materials. Hydrophilicity was imparted by sulfonated PES (PES-SO3H, sPES) and antibacterial property was maximized by surface treated carbon nanotubes (CNT) with hydroxyl groups and amine groups. To introduce CNT into the membranes, CNT grafted with sPES (sPES-g-CNT) was prepared by grafting sPES on CNT surface to maximize interfacial adhesion energy. The formation of sPES, CNT-OH, CNT-NH2 and sPES-g-CNT was confirmed by FT-IR, H NMR, XPS, DSC and TGA analyses. The ultrafiltration (UF) membranes composed of PES and sPES-g-CNT were prepared by non-solvent induced phase separation (NIPS) process and performed by dead-end filtration. The surface and cross morphology of prepared membranes were observed by FE-SEM images. The membranes composed of PES and sPES showed improved hydrophilicity in water contact angle (WCA) measurement, but did not show improved water permeability according to sPES content. The membranes composed of PES and CNT were observed enhanced water permeability by treating CNT surface. In addition, the membrane contained pristine CNT showed 83 % of solute rejection, while which contained sPES-g-CNT showed 97 % of solute rejection. As a result of antibacterial activity test along ASTM E 2149, hydroxyl and amine-functionalized CNTs showed high antibacterial activities to S. aureus and E. coli while no antibacterial activity was observed on pristine CNT. And the antibacterial activity test for the membranes was performed along JIS Z 2801 in which result the membranes contained CNT-NH2 and sPES-g-CNT showed high antibacterial activities while PES membrane showed only 0.1 of antibacterial activity.
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