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다공성 폴리에틸렌 필름에 가교된 poly(vinylbenzyl ammonium chloride)를 충진한 전기투석용 음이온 교환 복합막의 제조 KCI 등재
Preparation of Anion Exchange Membranes for Electrodialysis by Impregnating Porous Polyethylene Films with Crosslinked Poly(vinylbenzyl ammonium chloride)s
지하수나 폐수 등에 포함된 독성을 가진 음이온류나 양이온류 등의 유독물질을 경제적으로 처리하는데 탁월한 분리기능을 가진 것으로 알려진 전기투석공정에 사용하기 위해 음이온 교환 복합막을 제조하여 그 전기화학적인 특성을 조사하였다. 다양한 조성의 vinylbenzylchloride (VBC)와 divinylbenzene (DVB) 그리고 α,α-azobis(isobutyronitrile) (AIBN)으로 이루어진 단량체 용액에 다공성 지지체인 poly(ethylene) (PE)을 함침한 후 열중합 가교시켜 poly(VBC-DVB)/PE 복합막을 생성한 다음 trimethylamine(TMA)과 acetone을 이용해 음이온 교환기(-N + (CH3)3)를 함유하는 복합막을 제조하였다. 음이온 교환막 제조시 VBC/DVB의 비율과 TMA/Acetone의 비율에 따른 막의 함수율, 이온교환용량(IEC) 및 전기저항을 조사하였다. 그 결과 제조된 막들은 사용된 PE지지체의 얇은 막두께에 기인하여 아스톰사의 상용화 음이온 교환막(AMX)보다 높은 IEC와 낮은 전기저항 및 낮은 함수율 등을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 제조된 복합막은 저렴한 제조비용과 우수한 전기화학적 특성으로 정수 및 폐수처리를 위한 전기투석공정에 충분히 적용될 수 있음을 알 수 있었다.
A series of anion exchange composite membranes were prepared and characterized for electro-dialysis process used in the removal of toxic anion and cation polutants in groundwater or wastewater. The membranes were prepared as follows; first, porous poly(ethylene) (PE) substrates were fully impregnated with monomer mixtures with various ratio of vinylbenzylchloride (VBC), divinylbenzene (DVB) and α,α-azobis(isobutyronitrile) (AIBN). Second, they were thermally polymerized to yield crosslinked poly(VBC-DVB)/PE composite membranes. Finally, the membranes were treated in trimethylamine (TMA)/acetone to give -N + (CH3)3-containing poly(VBC-DVB)/PE membranes. The basic membrane properties such as ion exchange capacity (IEC), electric resistance and water content of the resulting membranes were measured as a function of VBC/DVB and TMA/Acetone content. As a result, the composite membranes showed lower electric resistance, lower water content and higher IEC than commercial anion exchange membranes (AMX, Astom) due to thin PE substrates, indicating that the composite membranes could be successfully applied to the electrodialysis for water treatment.
