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폴리페닐렌 옥사이드 음이온 교환막의 가교결합
Crosslinking of Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) Anion Exchange Membranes 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.28 no.5, 2018년, pp.326 - 331  

이승관 (한국화학연구원) ,  김미양 ((주)시온텍) ,  소원욱 (한국화학연구원) ,  강경석 ((주)시온텍) ,  김광제 (한국화학연구원)

초록
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축전식 탈염(capacitive deionization)에 이용할 수 있는 폴리페닐렌 옥사이드(PPO) 음이온 교환막의 가교결합에 대해 조사하였다. 브롬화와 아민화 반응단계를 거쳐 PPO 음이온 교환 고분자를 제조하고 비스페놀 A 디글리시딜에테르(BADGE), m-페닐렌디아민(m-PDA), 헥사메틸렌디아민(HMDA) 등으로 가교하였다. 가교에 따른 겔화되는 시간은 HMDA > m-PDA > BADGE 순으로 짧았으며, 일정한 함량 이상으로 실온에서 가교하면 1-메틸피롤리돈(NMP)과 같은 비양성자성 용매(aprotic solvent)에 녹지 않아 내화학성이 증대되었다. 가교제(BADGE) 함량에 따른 음이온 교환막의 이온 교환 용량함수율을 측정하고 비교하였다. HMDA 용액에 침적하여 표면 가교한 PPO 음이온 교환막을 축전식 탈염에 적용한 결과 그 탈염 성능은 가교하지 않은 막과 비교하여 흡착단계의 초기 부분을 제외하고 거의 차이가 없었다.

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Crosslinking of poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO) anion exchange membranes, which can be used for capacitive deionization (CDI), was investigated. PPO Anion exchange polymer was prepared through bromination and amination reaction steps and crosslinked with bisphenol A diglycidylether (BAD...

주제어

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문제 정의

  • 아민기나 에폭시 그룹을 포함하고 있는 가교제는 그 특성과 가교제 함량에 따라 겔화 시간(가교 시간), 그리고 가교된 음이온 교환막의 유기 용매에 대한 용해성, 이온 교환 용량, 함수율 등에 영향을 미칠 수 있다. 본연구에서는 PPO 음이온 교환막을 제조하고 가교한 멤브레인의 물성 및 특성을 조사하고 가교 전후의 CDI 성능을 비교하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이온교환막은 어느 분야에 활용되는가? 이온교환막은 축전식 탈염(capacitive deionization, CDI), 전기투석, 연료 전지 산업 분야에서 사용되고 있다[1-4]. 수중에 녹아 있는 이온들을 제거하는데 효과적인 축전식 탈염 분야에서 음이온 교환막은 CDI 전극제조시에 탄소 전극 표면에 이온 교환막을 그대로 장착하거나 음이온 교환 고분자를 코팅하여 멤브레인 형태로 활용하고 있다[5,6].
음이온 교환막은 축전식 탈염 분야에서 어떻게 활용되고 있는가? 이온교환막은 축전식 탈염(capacitive deionization, CDI), 전기투석, 연료 전지 산업 분야에서 사용되고 있다[1-4]. 수중에 녹아 있는 이온들을 제거하는데 효과적인 축전식 탈염 분야에서 음이온 교환막은 CDI 전극제조시에 탄소 전극 표면에 이온 교환막을 그대로 장착하거나 음이온 교환 고분자를 코팅하여 멤브레인 형태로 활용하고 있다[5,6].
견고하고 안정된 폴리페닐렌 옥사이드 음이온 교환막을 만들기 위해 확립해야할 조건은 무엇인가? 가교되지 않은 폴리페닐렌 옥사이드(PPO) 음이온교환막은 비양성자성 용매(aprotic solvent)에 용해될 수 있고 고분자의 특성상 인장강도는 높으나 유연성이 부족하여 깨지기 쉽다. 견고하고 안정성이 있는 PPO 음이온 교환막을 제조하기 위해서 적절한 가교제를 선정하고 가교조건을 확립할 필요가 있다. 가교결합된 고분자 사슬들은 그물처럼 묶여져 연결되기 때문에 유기 용매에 녹지 않고 흡수하여 팽윤(swelling)될 수 있다.
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참고문헌 (16)

  1. S. Porada, R. Zhao, A. Wal, V. Presser, and P. M. Biesheuvel, "Review on the science and technology of water desalination by capacitive deionization", Prog. Mater. Sci., 58, 1388 (2013). 

  2. L. Alvarado and A. Chen, "Electrodeionization: Principles, strategies and applications", Electrochim. Acta, 132, 583 (2014). 

  3. B. Bae, E. Kim, S. Lee, and H. Lee, "Research trends of anion exchange membranes within alkaline fuel cells", New & Renewable Energy, 11, 52 (2015). 

  4. C. Wang, Z. He, X. Xie. X. Mai, Y. Li, T. Li, M. Zhao, C. Yan, H. Liu, E. V. Wujcik, and Z. Guo, "Controllable cross-linking anion exchange membranes with excellent mechanical and thermal properties", Macromol. Mater. Eng., 303, 1700462 (2018). 

  5. J. S. Kim, C. S. Kim, H. S. Shin, and J. W. Rhim, "Application of synthesized anion and cation exchange polymers to membrane capacitive deionization (MCDI)', Macromol. Res., 23, 360 (2015). 

  6. J. Y. Lee, S. J. Seo, S. H. Yun, and S. H. Moon, "Preparation of ion exchanger layered electrodes for advanced membrane capacitive deionization (MCDI)", Water Res., 45, 5375 (2011). 

  7. M. S. Cha, J. Y. Lee, T. H. Kim, H. Y. Jeong, H. Y. Shin, S. G. Oh, and Y. T. Hong, "Preparation and characterization of crosslinked anion exchange membrane (AEM) materials with poly(phenylene ether)-based short hydrophilic block for use in electrochemical applications", J. Membr. Sci., 530, 73 (2017). 

  8. J. S. Lee, M. C. Yoo, B. J. Chang, J. H. Kim, H. Kang, and S. B. Lee, "Preparation of anion exchange membranes for electrodialysis by impregnation porous polyethylene films with crosslinked poly(vinylbenzyl ammonium chloride)s", Membr. J., 18, 138 (2008). 

  9. Y. Tanaka, "Membrane science and technology, 12: ion exchange membranes: Fundamentals and applications", pp 7-10, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands (2007). 

  10. L. Zhu, T. J. Zimudzi, Y. Wang, X. Yu, J. Pan, J. Han, D. I. Kushner, L. Zhuang, and M. A. Hickner, "Mechanically robust anion exchange membranes via long hydrophilic cross-linkers", Macromolecules, 50, 2329 (2017). 

  11. J. Zhou, M. Unlu, I. Anestis-Richard, and P. A. Kohl, "Crosslinked, expoxy-based anion conductive membranes for alkaline membrane fuel cells", J. Membr. Sci., 350, 286 (2010). 

  12. J. Hou, Y. Liu, Q. Ge, Z. Yang, L. Wu, and T. Xu, "Recyclable cross-linked anion exchange membrane for alkaline fuel cell application", J. Power Sources, 375, 404 (2018). 

  13. L. Zhu, T. J. Zimudzi, N. Li, J. Pan, B. Lin, and M. A. Hickner, "Crosslinking of comb-shaped polymer anion exchange membranes via thiol-ene click chemistry", Polym. Chem., 7, 2464 (2016). 

  14. M. Y. Kim, K. J. Kim, and H. Kang, "Preparation of anion exchange membranes of cross-linked poly((vinylbenzyl)trimethylammonium chloride-2-hydroxyethyl methacrylate)/poly(vinyl alcohol)", Appl. Chem. Eng., 21, 621 (2010). 

  15. H. W. Yoo, J. H. Kang, N. S. Park, T. I. Kim, M. I. Kim, and Y. S. Lee, "Preparation and characteristics of fluorinated carbon nanotube applied capacitive desalination electrode with low energy consumption", Appl. Chem. Eng., 27, 386 (2016). 

  16. Z. W. Wicks Jr, F. N. Jones, S. P. Pappas, and D. A. Wicks, "Organic Coatings Science and Technology", 3rd ed., pp278-285, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey (2007). 

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