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Potassium Pentane-1,3,3,5-tetracarboxylate 유도용질 합성 및 이를 이용한 정삼투 공정 응용
Potassium Pentane-1,3,3,5-tetracarboxylate Draw Solute Synthesis and Application of Forward Osmosis Process 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.29 no.2, 2019년, pp.111 - 121  

이혜진 (한국화학연구원 그린화학소재연구본부 분리막연구센터) ,  최진일 (한국화학연구원 기술사업화본부 중소기업지원센터) ,  권세이 (한국화학연구원 그린화학소재연구본부 분리막연구센터) ,  김인철 (한국화학연구원 그린화학소재연구본부 분리막연구센터)

초록
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정삼투 공정에 유용한 유도용질로서 diethyl malonate를 사용한 citrate 계열의 유기 화합물을 합성하였다. 최종적으로 얻은 potassium pentane-1,3,3,5-tetracarboxylate는 $^1H-NMR$$^{13}C-NMR$을 통하여 확인하였다. 유도용질의 물성을 확인하기 위해 삼투압, 용해도, 수투과도, 역염 투과도를 측정하였다. 합성한 유도용액을 사용하여 정삼투 공정을 진행한 결과, 동일한 citrate 계열인 trisodium citrate 및 tripotassium citrate보다 높은 수투과량을 나타내었으며 염의 역확산 정도는 NaCl에 비하여 매우 낮은 값을 나타내었다. 합성된 유도용질의 삼투압은 NaCl보다 약 25% 낮았으나 물에 대한 용해도는 NaCl의 8.8배인 317 g/100 g water의 값을 나타내었다. 정삼투 종료 후 유도용질의 회수를 위해 상용화된 나노여과막을 사용하였고, 낮은 압력에서 효율적으로 회수가 가능하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

An organic citrate series draw solute was synthesized using diethyl malonate for forward osmosis. The structure of the final compound potassium pentane-1,3,3,5-tetracarboxylate was confirmed by $^1H-NMR$ and $^{13}C-NMR$ analysis. Osmotic pressure, solubility, water permeabilit...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 무기염 유도용질은 높은 역염투과도가 발생한다[43-45].이에 본 연구에서는 높은 삼투압, 용해도를 나타내어 높은 수투과를 발생시키며 역염투과도는 낮게 발생하는 정삼투용 유도용질을 합성하기 위해 diethyl malonate를사용한 citrate 계열의 유기 화합물을 합성하고 유도용질로서의 특성을 평가하였으며, 나노여과 공정으로 경제적이고 효과적인 유도용질의 회수를 진행하였다.

가설 설정

  • 2) 높은 친수화도와 용해도를 나타내며, 정삼투막과의 호환을 유지하여야 한다. 3)다른 분리 공정보다 경제적이어야 한다. 4) 정삼투 공정 후 유도용질의 회수가 쉬워야 한다.
  • 3)다른 분리 공정보다 경제적이어야 한다. 4) 정삼투 공정 후 유도용질의 회수가 쉬워야 한다. 5) 무독성이며 인체에 무해하여야 한다.
  • 4) 정삼투 공정 후 유도용질의 회수가 쉬워야 한다. 5) 무독성이며 인체에 무해하여야 한다. 이러한 요구사항을 충족시키는 유도용질의 개발이 이루어져야 한다[11-15].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
정삼투 기술 개발의 정체 이유는 무엇인가? 따라서 최근 수년간 정삼투 연구에 대한 관심이 높아지고 있으며 해수담수화, 수처리, 수력 발전 등의 다양한 분야에서 큰 가능성을 보여주었다[4,5]. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 정삼투 기술은 실제로 적용될 수 있는 적합한 유도용질의 부재로 정체되어 있다[6]. 이론적으로 정삼투막을 통과하는 수투과도는 아래의 식으로 계산된다[7,8].
정삼투란 무엇인가? 정삼투는 원수보다 삼투압이 높은 유도용액을 사용하고, 두 용액의 삼투압에 의해 구동되는 멤브레인 기반의 기술이다[1-3]. 외부의 수압에 의해 구동되는 전통적인 역삼투 및 나노여과와 비교할 때, 정삼투는 에너지 소모량이 적으며 막오염의 경향이 감소한다.
NaCl 및 MgCl2와 같은 무기염의 유도용질로서의 문제점은 무엇인가? 초기 유도용질의 연구에서는 NaCl 및 MgCl2와 같은 무기염을 사용하였다. 이러한 무기염들은 높은 삼투압과 수투과도를 나타내지만 작은 분자량으로 인해 역염투과도가 높고 회수 비용이 높아 많은 한계를 나타내고 있다[16-19].일반적으로 유도용질은 휘발성 물질, 유기계, 무기계 및나노 입자 기반의 물질로 분류할 수 있다.
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참고문헌 (46)

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