Organic Solvent Nanofiltration (OSN) has garnered significant attention within the petrochemical and pharmaceutical industries, primarily due to its notable advantages in minimizing energy consumption when compared to traditional thermal separation techniques. In this study, polybenzimidazole based membrane was crosslinked to improve its chemical stability and utilized for OSN. Given the prevalent usage of alcohol in petrochemical and pharmaceutical industries, oxygen-enriched crosslinkers featuring varying oxygen content were used to increase alcohol permeance. The distinctions in oxygen content yielded variations in the membrane’s polarity and hydrophilic properties. Therefore, the solvents with high permeance were different and the rejection were similar. Furthermore, the alkaline stability of the membrane under organic solvent environment was assessed, revealing the outstanding stability of both membranes. Additionally, when compared to membranes documented in prior literature, both membranes exhibited superior ethanol permeance and demonstrated efficient separation of smaller compounds.
유기용매 나노여과는 기존 열적 분리 방법에 비해 저에너지 소비 장점을 갖추어, 석유화학 및 제약 산업에서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 PBI라는 고분자를 기반으로 한 분리막을 가교 처리하여 내화학적 특성을 향상시켜 유기용매 나노여과에 활용하고자 하였다. 석유화학 및 제약 산업에서는 알코올이 많이 사용되기 때문에 본 연구에서도 알코올 투과도를 증가시키기 위해 산소가 많이 포함된 산소 개수가 다른 2개의 가교제를 사용하였다. 이때, 산소 개수의 차이로 인해 분리막의 극성 및 친수성이 다르게 나타났다. 이로 인해 높은 투과도를 보이는 유기용매의 종류가 달랐지만 배제율은 비슷한 경향을 보였다. 뿐만 아니라 유기용매 환경에서의 알칼리 안정성을 평가한 결과, 본 연구에서 개발된 분리막이 모두 우수한 알칼리 안정성을 가졌다. 또한, 기존 문헌에 보고된 분리막과 비교하여 에탄올 투과도가 뛰어나며 더 작은 물질을 효과적으로 분리할 수 있는 분리막을 개발하였음을 입증하였다.
