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음이온 교환막의 치환체 특성을 파악하기 위하여 탄화수소의 분자구조가 다른 세 종류의 음이온 교환기를 vinyl benzyl chloride (VBC) base 막에 도입하였다. 지방족계로 trimethylamine (TMA), 고리형계로 N-methylpiperidine (MP), 방향족계로 pyridine (Py)은 아민화 반응을 통하여 도입되었다. 각각의 반응속도는 막저항(MER)과 이온교환능력(IEC) 변화의 관측으로부터 Py < MP < TMA의 순서로 반응하고 있음을 보여주었다. 한편 SEM image에서는 Py 치환체 막이 가장 균일하고치밀한 구조를 보여주었으며, 전기화학적 특성에서도 Py이 상용막(AMX)과 비슷한 막저항(5.0 Ω⋅cm2 >, in 0.5 mol/L NaCl)을 나타내었다. 이 모든 결과로부터 치환체의 공명구조는 균질한 이온교환막의 제조에 기여하고 있음을 알 수 있었다.
Three kinds of anion-exchangeable functional groups with different hydrocarbon molecular structures were introduced to vinyl benzyl chloride-based membrane to understand the effect of attached function in anion-exchange membrane. Trimethylamine (TMA) as an aliphatic fuction, N-methylpiperidine (MP) as an alicyclic fuction and pyridine (Py) as an aromatic function were introduced by amination. The respective reactivity was observed by the trace of membrane resistance( MER)/ion exchange capacity (IEC) and the increasing order of reactivity was Py < MP < TMA. Meanwhile, SEM photograph showed the attached Py ion-exchange membrane was the most homogenous and compact structure in the study. In electrochemical properties, the attached Py ion-exchange membrane showed the MER (5.0 Ω⋅cm2 >, in 0.5 mol/L NaCl), comparable to those of commercial membrane (AMX). All results showed that the resonance structure of attached functional group might contribute to the preparation of homogenous anion-exchange membrane.
