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폴리벤즈이미다졸(polybenzimidazole, PBI)은 뛰어난 화학적 저항성, 열적 안정성, 그리고 기계적 강도를 지닌 고 성능 고분자로, 유기용매 나노여과(organic solvent nanofiltration, OSN) 분리막의 이상적인 소재로 잘 알려져 있다. 그러나 이 러한 이점에도 불구하고, 가교되지 않은 PBI는 강한 유기용매에 노출될 경우 상당한 팽윤, 제한적인 선택성, 그리고 장기 안 정성 저하를 보이는 경우가 많다. 이러한 문제를 극복하기 위해, PBI 분리막의 내구성과 분리 성능을 향상시키고자 다양한 가교 전략이 개발되어 왔다. 본 리뷰에서는 공유결합, 이온결합, 수소결합, 및 기타 가교 메커니즘으로 구분되는 PBI 기반 OSN 분리막의 가교에 관한 최근의 발전을 요약하였다. 특히 가교 화학과 분리 성능 간의 관계에 중점을 두었으며, 마지막으 로 견고하고 고성능인 OSN 분리막을 위한 향후 설계 전략에 대한 전망을 논의하였다.
Polybenzimidazole (PBI) is a high-performance polymer known for its exceptional chemical resistance, thermal stability, and mechanical robustness, which make it an ideal material for organic solvent nanofiltration (OSN) membranes. Despite its advantageous properties, pristine PBI often exhibits significant swelling, limited selectivity, and compromised long-term stability when exposed to harsh organic solvents. To overcome these challenges, a variety of crosslinking strategies have been developed to enhance the durability and separation performance of PBI membranes. This review summarizes recent advancements in the crosslinking of PBI-based OSN membranes, categorized by covalent, ionic, hydrogen-bonding, and other crosslinking mechanisms. Emphasis is placed on the relationship between crosslinking chemistry and separation performance. Finally, perspectives on future design strategies for robust and high-performing OSN membranes are discussed.
Abstract
1. Introduction
2. Crosslinking Strategies for PBI-BasedOSN Membranes
2.1. Covalent crosslinking
2.2. Ionic crosslinking
2.3. Hydrogen bonding crosslinking
2.4. Other crosslinking strategies
3. Future Perspectives
4. Conclusions
Acknowledgements
Reference
