본 연구에서는 페나진(phenazine) 구조를 갖는 고분자인 PIM-7을 합성하고, 그 특성과 전기화학적 거동을 평가하 여 CO2 포집을 위한 산화·환원 활성 고분자 플랫폼으로서의 가능성을 검토하였다. 합성 과정에서는 5,5',6,6'-tetrahydroxy- 3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobisindane의 케톤화 유도체(TTSBI-ketone)를 아세톤 재결정으로 정제하여 순도를 향상시 켰으며, 이를 통해 단계성장 중합이 안정적으로 진행되었다. 최종 고분자의 구조는 FT-IR 및 NMR 분석을 통해 확인하였다. 질소 흡착 분석 결과, PIM-7은 약 519 m2/g의 높은 BET 비표면적을 보여 기체 접근성이 좋은 미세다공성 골격을 형성하고 있음을 알 수 있었다. 또한 cyclic voltammetry 측정에서는 CO2가 존재할 때 PIM-7 복합 필름의 환원 전류가 선택적으로 증 가하는 현상이 관찰되었으며, 이는 환원된 페나진 중심과 CO2 사이의 상호작용에 따른 것으로 해석된다. 이러한 CO2 반응성 은 여러 주사 속도와 반복 측정 조건에서도 일관되게 유지되었고, 이는 해당 산화·환원-CO2 상호작용이 단순 표면 현상이 아 니라 고분자 자체의 고유한 특성임을 보여준다. 이와 같은 결과는 PIM-7이 고체 상태에서 전기적으로 제어 가능하며, 미세다 공성을 갖춘 산화·환원 기반 CO2 포집 소재로 활용될 수 있음을 제시한다.

본 연구에서는 높은 이산화탄소 투과성과 선택성을 가지는 미세다공성 고분자 PIM-1을 합성하고, 나노미터 수준 에서 두께를 정밀하게 조절할 수 있는 water casting 기법을 적용하여 박막복합막을 제조하였다. 제조된 분리막의 성능을 평 가하기 위해 FTIR-ATR, BET, GPC, XRD, TEM-EDS 등의 분석을 수행하였으며, 기체 투과 시험을 통해 CO2/N2 선택성과 투과도를 측정하였다. 연구 결과, 본 연구에서 제조된 박막복합막은 2700 GPU 이상의 CO2 투과도와 약 25의 CO2/N2 선택도 를 나타내며, 기존의 PIM-1 기반 분리막보다 우수한 성능을 보였다. 이를 통해 water casting 기법을 이용한 PIM-1 기반 분리 막이 경제적이고 효율적인 이산화탄소 분리 기술로 활용될 가능성을 제시하였다.