Journal of the Korean Electrochemical Society (전기화학회지)

The Korean Electrochemical Society (한국전기화학회)
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Characteristics of Sulfonated Poly(arylene ether sulfones) Cation-Exchange Membrane by Variation of Sulforic Acid Group Concentration

술폰화 poly(arylene ether sulfones) 양이온 교환막의 술폰산기 농도 변화에 따른 특성

  • Kim Lae Hyun (Dept. Chem. Eng., Seoul National Univ., of Technology) ;
  • Lee Seung Yong (Dept. Chem. Eng., Seoul National Univ., of Technology) ;
  • Choi Sun Yong (Dept. Chem. Eng., Seoul National Univ., of Technology) ;
  • Lee Joung Woo (Dept. Chem. Eng., Seoul National Univ., of Technology) ;
  • Park Sei Yong (Dept. Chem. Eng., Seoul National Univ., of Technology)
  • 김래현 (서울산업대학교 화학공학과) ;
  • 이승용 (서울산업대학교 화학공학과) ;
  • 최선용 (서울산업대학교 화학공학과) ;
  • 이정우 (서울산업대학교 화학공학과) ;
  • 박세용 (서울산업대학교 화학공학과)
  • Published : 2000.02.01
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Abstract

Sulfonated Polysulfone (SPSF) cation-exchange membranes were synthesized by introducing various ratio of chlorosulfuric acid (CSA) onto the main chain of polysulfone (PSF). Properties such as ion exchange capacity, water content, liked ion concentration, and partition coefficient were measured, respectively. Through the analysis of DSC and TGA, it has been shown that glass transition temperature increased and weight loss decreased as sulfuric acid group concentration increased. Structure of membrane measured by AFM and SEM was seen to be asymmetric. Apparent diffusion coefficient of sodium ions through SPSF membrane by AC impedance was increased as sulfuric acid group concentration increased.

이온 교환막의 고정이온 농도변화에 따른 막 특성을 알아보기 위해 matrix인 PSF (polysulfone)과 술폰화제인 CSA(chlorosulfuric acid)의 몰 비를 달리하여 SPSF (sulfonated polysulfone) 양이온 교환수지를 합성하였다. 합성된 SPSF의 이온교환용량, 함수율, 고정이온 농도, 분배계수 등을 측정하였다. DSC, TGA분석으로부터 SPSF의 술폰산기 농도 증가에 따라 벌키한 술폰산기의 도입으로 인하여 유리전이 온도는 증가하고 중량 감소비는 감소하는 것으로 나타났다. 본 실험조건에서는 SPSF막의 구조가 SEM, AFM등의 분석을 통하여 비대칭인 것으로 나타났다. 교류 임피던스로부터 측정한 SPSF 막을 통한 $Na^+$ 이온의 겉보기 확산계수는 술폰산기 농도 증가에 따라 증가하였다.

Keywords