일반기술

극성 유기혼합물 분리용 고분자 전해질 착물막과 이의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 극성 유기혼합물 분리용 고분자 전해질 착물막과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친수화된 다공성 고분자 지지체위에 음이온 고분자 매트릭스 도핑층을 형성하고, 상기 매트릭스 표면에 존재하는 음이온과 착결합을 형성하는 양이온 금속의 착층이 순차적으로 적층된 고분자 착물막을 제조하여, 상기 다공성 고분자 지지체의 친수화로 착물 반응시 도핑층의 탈리 현상을 개선함으로써, 보다 효율적인 분자수준에서의 단위격자간 몰폴로지 제어가 가능하여 물리·화학적 물성치가 유사한 극성유기혼합물 분리용 고분자 전해질 착물막과 이의 제조방법에 관한 것이다.*배경분리막 공정으로서 투과증발 및 증기투과 방식은 공비혼합물 및 비등점이 비슷한 혼합물, 이성질체 혼합물 등의 물질분리에 효과적이며, 유기 혼합물에 소량 녹아 있는 성분 제거에 적합한 탈수 공정과 탈유기 공정에 이용되는 특성을 갖고 있다. 그러나, 물-메탄올과 같이 물리-화학적 성질의 차가 너무 적은 혼합물의 경우, 기존의 한외여과, 정밀여과, 나노여과, 역삼투막 등의 탈수공정용 분리막으로는 효과적인 물질분리를 기대하기가 어렵고, 그 효율성 또한 대체적으로 낮아, 현재로써 상기의 물질분리에 적절한 분리막이 개발되지 못한 상태에 있다.1)본 발명은 (1) 친수화된 다공성 고분자 지지체; (2) 상기 지지체 위에 형성된 음이온 고분자 매트릭스 도핑층; 및 (3) 상기 매트릭스 도핑층 표면에 존재하는 음이온과 착결합을 형성하는 양이온 금속의 착막층이 차례로 적층되어 이루어진 극성 유기혼합물 분리용 고분자 전해질 착물막에 그 특징이 있음.2)본 발명은 폴리술폰, 폴리이서술폰, 폴리이서이미드, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴 및 폴리비닐리덴플루오라이드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 고분자와, 수산기를 가진 알루미나, 이온성 층상실리케이트 및 친수성 티타니아 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 무기충진재를 혼합하여 제조한 고분자 혼합 용액을, 용액-침지형으로 상전이 시켜 제조된 친수화된 다공성 고분자 지지체를 형성하는 1단계;상기 친수화된 다공성 지지체의 표면을 음이온 고분자 용액으로 코팅하여 음이온 고분자 매트릭스 도핑층을 형성하는 2단계; 및상기 매트릭스 도핑층 표면에 2 ∼ 3가의 양이온 금속 수용액을 코팅하여 매트릭스 코팅층 도핑층 표면에 존재하는 음이온과 양이온이 착막 반응하여 착층막을 형성하는 3단계를 포함하여 이루어지는 극성 유기혼합물 분리용 고분자 전해질 착물막의 제조방법에 또 다른 특징이 있음.3)본 발명에 따른 친수화된 다공성 고분자 지지체, 음이온 고분자 매트릭스 도핑층 및 양이온과 착물반응으로 형성된 착층으로 이루어진 고분자 전해질 착물막은 매우 우수한 투과 선택성을 가지며, 특히, 물리·화학적 물성이 유사한 물-메탄올 등의 극성 유기혼합물의 분리에 매우 유용..