실리카 형광 나노입자의 제조 및 분리막 표면 손상 검측

Title
실리카 형광 나노입자의 제조 및 분리막 표면 손상 검측
Authors
최수훈양주희최병규조진우
Keywords
나노입자; 형광실리카입자; 분리막; 표면검측; 이미지해석; 표면손상
Issue Date
2010-05
Publisher
대한환경공학회 2010춘계학술발표회
Abstract
본 연구에서 사용한 형광실리카입자(Florescence silica particle, FSP)는 sol-gel법을 응용하여 나노 크기의 Silica 입자에 형광물질을 공유 결합시키는 방법으로 제조하였고, 입자의 size distribution은 0.020-325.200㎛로 광범위한 영역에서 관찰이 되었으나 각각 구간별 입자의 개수 비교를 분석해본 결과 0.4-0.7㎛의 나노입자가 전체의 80%이상을 차지하는 것으로 나타났다. 또한 zeta potential의 경우 -51.5mV로서 입자들이 용매(D.I. water)에 안정적으로 잘 분산되어 있을 알 수 있다. 제조된 형광나노입자의 손상 없는 막 통과 시 유출수 누출여부를 확인하고, 손상 크기별 적정 나노입자의 주입량을 선정하고 손상 부위, 개수 별 나노입자 누출 양상을 관측하기 위하여 나노입자에 대한 dead-end test 를 수행하였다. 실험은 멤브레인 중앙에 지름 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5㎜의 구멍을 인위적으로 만들고 형광입자주입농도를 5, 25, 50, 75, 100ppm로 압력을 1, 2, 3psi로 변화시켰을 때 형광나노입자의 유출 거동 및 멤브레인 표면 축적 현상을 관찰하였다. 이 실험으로부터 멤브레인 표면 손상부위 면적(a)를 flux(J), 형광입자주입농도(C), 유출된 입자의 총 질량(m) 간의 함수관계를 도출하였다. 유출 형광입자의 총 질량은 형광입자의 형광 정도를 이미지 해석함으로써 간접적으로 추정할 수 있다. 유출수 중 형광입자의 누출 여부를 ccd또는 사진촬영으로 확인하는 경우 이러한 함수 관계를 통해 막 손상여부와 손상 크기를 실시간으로 찾아낼 수 있다.
URI
http://pubs.kist.re.kr/handle/201004/37459
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KIST Publication > Conference Paper
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