SR-PEI 및 SR-PSf 복합막 제조 및 투과증발법에 의한 VOC 제거에 관한 연구 권창오· 백귀찬* · 고광섭**· 전희동** 김천대학 환경관리과 · *경희대학교 환경·응용화학부 **포항산업과학연구원 수질환경연구팀 A Study on the Preparation of SR-PEI(silicone rubber-polyetherimide) ＆ SR-PSf (silicone rubber-polysulfone) Composite Membrane and the Removal of Volatile Organic Compound by Pervaporation. Chang-Oh Kweon, Gwi-Chan Paik*, Kwang-Sub Ko**, Hee-Dong Chun** Department of Environmental Management, Kim Cheon College, Kimcheon, 740-704, Korea *College of Environmental and Applied Chemistry, Kyung Hee University, Suwon, 449-701, Korea **Water Protection Research Team, Environment & Energy Research Center, Research Institute of Industrial Science & Technology, Pohang, 790-330, Korea In this work, silicone rubber(SR) dense membrane was made from room temperature vulcanizing silicone rubber. The composite membranes with polyetherimide(PEI), polysulfone(PSf) support membranes such as SR-PEI, SR-PSf were also prepared by nonsolvent induced phase inversion process(NIPI) and dip coating. These silicone polymeric membranes were evaluated in terms of the removal of volatile organic compounds(VOCs) such as chloroform, trichloroethylene(TCE), perchloroethylene(PCE) from water by pervaporation. The flux and selectivity of SR dense membrane was in the range of 65.3 to 73.6 g/m2h and 317.3 to 2031.2, respectively. And pervaporation property of SR-PEI composite membrane was in the range of 95.8 to 112.4 g/m2h and 309.3 to 2039.3, respectively. The flux and selectivity of SR-PSf composite membrane was in the range of 98.2 to 115.2 g/m2h and 311.9 to 2031.2, respectively. SR-PEI composite membrane showed the best performances among the many silicone polymeric membranes, and has better durability and mechanical strength than SR dense membrane. SR-PEI composite membrane should be a useful candidate for the removal of volatile organic compounds dissolved in water. Key words: volatile organic compounds, composite membrane, pervaporation 1. 서 론 인간생활에 있어서 쾌적한 환경을 요구하는 환경권의 대두와 이를 뒷받침하고자하는 정책적 내지는 제도적 규제의 강화로 인하여 환경오염의 효과적 제어가 도시화와 산업화의 커다란 문제로 등장하였다. 21세기로 접어든 현 시점에서 지구환경의 총체적 보전 필요성이 그 어느 때 보다도 강하게 제기되면서 지구의 온난화, 오존층파괴, 산성비, 사막화현상, 생물종 다양성, 생태계의 파괴와 기형화, 열대 우림의 감소, 수질오염, 대기오염, 해양오염 및 토양의 산성화 등과 같은 환경문제는 전 인류가 공동으로 해결해 나아갈 당면 과제이다. 특히 chloroform, trichloroethylene(TCE), perchloroethylene(PCE), 1,1,1-trichloro -ethane 및 1,1,2-trichloroethane(TCA) 등과 같은 휘발성 유기염소계 탄화수소화합물(VOC, volatile halogenated organic hydrocarbon compound)들은 가격이 저렴하고 용해력 및 세정력이 우수하며 인화성이 없기 때문에 반도체 공업, 전자 공업, 정밀화학공업, 그리고 기계, 금속, 섬유산업 등에 용제로 널리 사용되어, 다량 배출되고 있으며 또한 발암성 물질 등인 것으로 알려져 있으나 사용 후 처리에 있어서 이들 VOC들을 완전히 제거하지 못하고 있는 실정이다. 이들 VOC들은 수 ppm의 농도만으로도 지구의 수질환경과 인류의 생명을 위협하므로 완벽한 처리기술이 하루 빨리 개발되어져야 한다. 기존의 휘발성 유기 염소계 화합물 제거 방법과 비교할 때 경제성과 후처리 면에서 막분리를 이용한 투과증발공정이 다른 분리공정에 비해 뛰어난 경쟁력을 갖고 있다. 투과증발에 관한 초기 연구내용은 오랜 기간동안 한외여과법이나 역삼투법 등의 막분리 공정에 비하여 실험실적인 영역을 벗어나지 못하였으나 1970년대 초의 석유파동을 계기로 하여 높은 분리효율, 적은 에너지 소비량 등 투과증발 공정의 갖는 독특한 특징[1,2] 때문에 이에 대한 관심이 다시 고조되기 시작하여 최근 많은 연구가 진행되고 있으나 최근의 유기염소계 화합물에 관한 연구의 대부분은 dense membrane의 제막조건 또는 막 제조 조건에 따른 성능비교 및 조업변수에 관한 내용 등으로서 복합막에 관한 연구는 그리 많지 않은 실정이다. 특히 균질 치밀막인 silicone rubber(SR)막을 이용한 투과증발 분리는 알콜 수용액의 분리<