Special Issue
  • PMIA-SiO2 Composite Membranes Prepared by Electrospinning-Electrospraying: Adsorption Performance and High-Temperature Stability

  • Heejin Kim*, Min Wook Lee*†

  • * Institute of Advanced Composite Materials, Korea Institute of Science and Technology, Chudong-ro, Bongdong-eup, Jeonbuk 55324, Korea

  • 전기방사-전기분사 공정을 통한 PMIA-SiO2 복합 멤브레인의 제조와 흡착 및 고온 안정성 평가

  • 김희진* · 이민욱*†

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Abstract

In this study, a PMIA-SiO2 composite membrane was fabricated via a simultaneous electrospinning-electrospray process to realize an adsorption system operable at elevated temperatures with solvent-free regeneration. The membrane exhibited a uniform nanofiber-aerogel dispersion structure with a specific surface area of 158 m2/g and maintained thermal stability, as PMIA decomposition began above 400oC while SiO2 aerogel remained stable up to 800oC. Adsorption of methylene blue (MB) achieved a maximum removal efficiency of 67% at pH 7, and complete regeneration was demonstrated by thermal treatment at 200oC for 1 h. These results highlight the potential of the proposed membrane as a platform for selective adsorption and repeated regeneration under high-temperature wastewater conditions.


본 연구에서는 고온 운전과 무용매 열재생이 가능한 흡착 시스템을 제안하기 위하여, 전기방사-전기분사 동시 공정으로 PMIA-SiO2 복합 멤브레인을 제작하였다. 전기방사 유량 조절을 통해 균일한 나노섬유-에어로젤 분산 구조와 158 m2/g의 비표면적을 확보하였다. TGA/DTG 분석에서 PMIA는 약 400oC 이상에서 분해가 시작되었고, SiO2 에어로젤은 800oC까지 잔류하여 무기 성분의 열적 안정성이 확인되었다. 메틸렌 블루(MB) 흡착 실험에서는 pH 7 조건에서 최대 67% 제거율을 보였으며, 200oC 열처리로 무용매 재생의 유효성이 입증되었다. 이러한 결과는 본 복합 멤브레인이 고온 조건에서 선택적 흡착과 반복 재생이 가능한 기초 플랫폼으로 활용될 수 있음을 시사한다.


Keywords: PMIA-SiO2 복합 멤브레인(PMIA-SiO2 composite membrane), 전기방사-전기분사 동시 공정(Electrospinning/electrospray combined process), 메틸렌 블루 흡착(Methylene blue adsorption), 무용매 재생(Solvent-free regeneration)

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Correspondence to

  • Min Wook Lee

  • Institute of Advanced Composite Materials, Korea Institute of Science and Technology, Chudong-ro, Bongdong-eup, Jeonbuk 55324, Korea

  • E-mail: mwlee0713@kist.re.kr