| 초록 |
기공의 크기가 수십 나노미터인 메조기공체의 내부에 나노입자를 충진하는 경우 결과적으로 기공의 크기를 수 나노미터 수준으로 감소시킬 수 있고, 나노입자 표면의 고정 전하로 인해 상대 전하의 전해질 이온을 배제시키는 선택성을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 표면 하전상태를 갖도록 처리된 메조다공체 기재 막에 역시 다양한 표면 하전상태를 갖는 금속산화물 나노입자를 충진함으로서 유무기 복합소재 막을 제조하고, 분리막 투과 특성과 함께 전기화학적 막 특성을 평가하였다. 약 50 나노미터 크기 수준의 기공을 갖는 두께 약 20 마이크로미터의 폴리에틸렌 다공막에 진공 및 상압 플라즈마 처리를 통해 공유결합으로 이온성 관능기를 기공 표면에 도입하고, 흐름전위 측정으로 제타전위를 구하였으며 X선 광전자 분광법(XPS)으로 측정한 표면 전하밀도와의 상관관계를 고찰하였다. 기공 표면이 하전된 고분자 다공막에 MgO, TiO2, NiO 등과 같은 금속산화물 나노입자 현탁액을 통과시켜 폴리에틸렌 모재의 메조기공을 충진하였고, 이 과정에서 기공 표면과 입자 사이의 정정기적 인력이 가장 중요한 인자임을 확인하였다. 세공충진된 복합소재 다공막의 이온 투과 선택성은 충진된 금속산화물 나노입자 표면의 등전위점(isoelectric point, IEP) 거동과 표면 전위의 크기에 의존하며, 묽은 전해질 용액에서 이동수는 약 0.9에 이르는 것으로 측정되었다. |
