| 선택성 분리막의 정밀 구축 달성 | ||
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  중국과학기술대학교 Xu Tongwen(徐銅文) 교수 연구팀은 서브2nm 공유 유기 프레임워크(COFs) 멤브레인을 구축하였다. 해당 COFs 멤브레인은 높은 1가 양이온 침투속도와 극히 낮은 2가 양이온 투과율을 나타내어 고효율의 이온 전달 및 분리를 달성했다. 관련 연구 성과는 국제학술지 “Advanced Materials”에 게재되었다. 이온 분리 기술은 화학공업 생산의 지속가능한 발전에 중요한 의미가 있다. 중국의 1가/2가 이온 선택성 분리막은 아직 실험생산 단계에 있고 대규모 생산을 달성하지 못하였으며 일본 등 선진국의 기술적 봉쇄와 가격 독점을 받고 있다. 연구팀은 2011년부터 1가/2가 이온 선택성 분리막 개발, 물질전달 메커니즘 및 분리 응용 등 분야의 심층 연구를 수행하여 자체 지식재산권을 가진 제품 체계를 구축하고 이온 선택성 분리막의 대규모 생산 및 산업화를 위한 풍부한 경험을 축적했다. 서브2 nm 통로 벽 화학환경이 입자 물질전달 및 분리 성능에 미치는 영향을 연구하기 위해 연구팀은 계면 성장 전략을 통해 1차원 수직관통 서브2 nm 통로의 초박형 COFs 멤브레인을 구축하고 질소와 공기 중의 적외선 가열 특징을 이용하여 통로 내 수소결합 부위가 물분자와 수소결합 상호작용을 형성할 수 있음을 입증했다. 구축한 COFs 멤브레인은 높은 1가 양이온 침투속도와 극히 낮은 다가 양이온 투과율을 나타내어 높은 이온 선택성을 달성했다. 수소결합 부위가 풍부한 COFs 다공성 멤브레인의 구축은 이온 침투속도를 유지함과 아울러 이온 선택성을 크게 향상시킬 수 있다. 이는 서브2 nm의 제한된 공간에서 이온 수송 메커니즘을 위한 이론적 기반을 제공할 뿐만 아니라 또한 폴리머 기반 이온 선택성 분리막의 구조 설계 및 제어를 위한 이론적 지침을 제공한다. 연구팀은 일련의 연구 결과를 기반으로 자체 지적재산권을 보유한 고성능 이온 선택성 분리막의 일회성 성형 제조 기술을 개발하여 이미 1가/2가 선택성 분리막의 파일럿 제품 생산을 달성했으며 일련의 전형적인 혼합이온 시스템에서 모두 우수한 분리 효과를 나타냈다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/9/464811.shtm |
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