KR102548515B1 - Gas separation membrane using crosslinked carboxylate functionalized polymers of intrinsic microporosity and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 기체분리막용 가교중합막 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 가교제 및 용매를 혼합하여 막형성 조성물을 제조하고 이를 막으로 형성한 후 막을 가교함으로써 제조되는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막 및 이의 제조방법과 기체분리막으로써의 용도에 대한 것이다. 본원 발명에 따른 가교중합막의 경우 가교제의 첨가로 인한 기능성 부여 및 기존 고분자 사슬의 간격을 변화시켜 우수한 기체 투과도를 가지는 막을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다. 특히, 수소와 질소의 혼합 기체에서 수소를 분리하는 경우와 산소와 질소의 혼합 기체에서 산소를 분리하는 경우 기체분리 성능 한계 지수인 로브슨 상한선을 능가하는 우수한 성능을 보였다.The present invention relates to a cross-linked polymeric membrane for a gas separation membrane based on a carboxylated intrinsic microporous polymer and a method for preparing the same, and more specifically, to a film-forming composition by mixing a carboxylated intrinsic microporous polymer with a crosslinking agent and a solvent. It relates to an intrinsic microporous polymer-based cross-linked polymeric membrane prepared by preparing a membrane, forming it into a membrane, and then cross-linking the membrane, and a method for preparing the same and its use as a gas separation membrane. In the case of the cross-polymerized membrane according to the present invention, it was confirmed that a membrane having excellent gas permeability can be prepared by imparting functionality by adding a cross-linking agent and changing the spacing of existing polymer chains. In particular, in the case of separating hydrogen from a mixed gas of hydrogen and nitrogen and the case of separating oxygen from a mixed gas of oxygen and nitrogen, excellent performance exceeded the Robson's upper limit, which is the limiting index of gas separation performance.

Description

카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 기체분리막용 가교중합막 및 이의 제조방법{Gas separation membrane using crosslinked carboxylate functionalized polymers of intrinsic microporosity and preparation method thereof}Gas separation membrane using crosslinked carboxylate functionalized polymers of intrinsic microporosity and preparation method thereof}

본원 발명은 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 기체분리막용 가교중합막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cross-polymerization membrane for a gas separation membrane based on a carboxylated intrinsic microporous polymer and a method for preparing the same.

보다 구체적으로는 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 가교제 및 용매를 혼합하여 막형성 조성물을 제조하고 이를 막으로 형성한 후 막을 가교함으로써 제조되는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막 및 이의 제조방법과 기체분리막으로서의 용도에 대한 것이다.More specifically, a cross-linked polymeric film based on intrinsic micro-porous polymer prepared by preparing a film-forming composition by mixing a carboxylated intrinsic micro-porous polymer with a cross-linking agent and a solvent, forming the film into a film, and cross-linking the film, and a method for preparing the same and its use as a gas separation membrane.

산업 후 이후 화석 연료 사용의 증가는 대기 중 이산화탄소의 농도를 증가시켰으며, 이에 따른 지구 온난화 효과는 인류가 해결해야 할 숙제가 되었고, 이러한 대기 중의 이산화탄소를 낮추기 위한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 그 중에서 막분리법은 이산화탄소 포집 및 저장을 위해 사용되어왔던 기존의 흡수법이나 흡착법과는 달리 상변화를 동반하지 않기 때문에 높은 에너지 효율과 환경 친화형 공정으로 여겨지고 있다.After industrialization, the increase in the use of fossil fuels has increased the concentration of carbon dioxide in the atmosphere, and the global warming effect has become a task to be solved by mankind, and research has been actively conducted to lower the carbon dioxide in the atmosphere. Among them, the membrane separation method is considered a high energy efficiency and environment-friendly process because it does not accompany phase change unlike conventional absorption or adsorption methods that have been used for capturing and storing carbon dioxide.

이와 같은 높은 에너지 효율과 환경 친화적인 분리막에 대한 수요는 대기 중의 이산화탄소에 대한 분리로만 국한되지 않으며, 대기 중의 산소를 효과적으로 분리하는 산소부화막 및 천연가스에서의 이산화탄소 분리, 및 합성가스로부터 수소를 거르는 분리막 등으로 그 응용분야가 넓다. 이와 같이 다양한 분야로 활용될 수 있는 분리막법에서 가장 핵심적인 소재는 분리막을 구성하는 고분자 소재라고 할 수 있다. 현재까지 실록산계 고분자, 치환된 폴리아세틸렌계 고분자, 불소계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리카보네이트계, 폴리이미드계, 및 폴리페닐렌옥사이드계와 같은 다양한 소재들이 이러한 기체분리막의 소재로 널리 활용되어 왔다.Demand for such high energy efficiency and environmentally friendly separation membranes is not limited to the separation of carbon dioxide in the atmosphere, but also for oxygen enrichment membranes that effectively separate oxygen in the atmosphere, separation of carbon dioxide from natural gas, and separation of hydrogen from syngas. Its application fields are wide, such as separation membranes. The most important material in the membrane method that can be used in various fields like this can be said to be the polymer material constituting the membrane. Until now, various materials such as siloxane-based polymers, substituted polyacetylene-based polymers, fluorine-based polymers, polysulfone-based polymers, cellulose acetate, polycarbonates, polyimides, and polyphenylene oxides have been widely used as materials for gas separation membranes. has been utilized

최근에는 내재적 마이크로 기공성 고분자 (Polymers of Intrinsic Microporosity; PIMs)로 명명되는 뒤틀린 구조를 가지는 사다리꼴 형태의 고분자가 기체분리막 소재로 각광받고 있고, 이는 강직한 주쇄에 뒤틀린 구조가 도입됨에 따라 균일한 1 nm 이하의 영구적인 기공을 고분자 주쇄에 도입할 수 있다는 장점이 있어, 높은 비표면적과 자유체적을 가지게 되기 때문이다. 상기 소재를 기체분리막 소재로 활용할 경우, 기체분리막 소재의 성능 한계선인 로베슨의 상한선 (Robeson upper bound)을 뛰어 넘는 우수한 성능을 나타낼 수 있을 것으로 기대되고 있다.Recently, trapezoidal polymers with a twisted structure, called Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs), are in the limelight as a gas separation membrane material. This is because it has the advantage of being able to introduce the following permanent pores into the polymer main chain, and thus has a high specific surface area and free volume. When the material is used as a material for a gas separation membrane, it is expected to exhibit excellent performance exceeding the Robeson upper bound, which is the performance limit of a gas separation membrane material.

더욱 우수한 성능을 가지는 내재적 기공성 고분자를 제조하기 위해서 신규 고분자 중합 및 개질부터 다공성 구조를 가지는 입자와의 복합화에 이르는 다양한 연구가 진행되고 있다. 이와 관련하여 본원 발명의 발명자는 Macromolecules 2017, 50, 8019-8027 에 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자의 경우 모체 고분자인 PIM-1을 염기 가수 분해 반응을 통해, 뒤틀린 사다리꼴 형태의 주쇄에 카르복실산 작용기를 도입하고, 카르복실산 작용기의 도입으로 인해 줄어든 고분자 사슬 간의 간격과 이산화탄소에 대한 친화도 증가로 카르복실화된 내재적 기공성 고분자는 수소와 이산화탄소에 대해 분리 효율을 나타내고 있음을 발표한 바 있다. In order to prepare intrinsically porous polymers with better performance, various studies are being conducted ranging from polymerization and modification of new polymers to complexation with porous particles. In this regard, the inventors of the present invention, in the case of an intrinsic microporous polymer carboxylated by Macromolecules 2017, 50, 8019-8027, base hydrolysis of the parent polymer PIM-1 to carboxyl to the twisted trapezoidal main chain. It was announced that the introduction of an acid functional group and a reduced spacing between polymer chains due to the introduction of a carboxylic acid functional group and an increased affinity for carbon dioxide show that the carboxylated intrinsically porous polymer exhibits separation efficiency for hydrogen and carbon dioxide. there is.

또한, 이러한 우수한 특성을 지니는 고분자 소재를 분리막 소재에 활용함에 있어 기계적 강도 및 내화학성은 이후의 분리막의 성형 및 개질 그리고 모듈 및 시스템 제조에 있어 필수 요건이 된다. 분리막 소재에 기계적 강도, 치수안정성 및 내화학성을 부여하기 위해 열처리 및 가교 반응 등에 대한 연구가 진행되고 있고 이와 관련된 종래기술로는 한국 등록특허 제10-0655674호가 있다.In addition, when using a polymer material having such excellent properties as a separator material, mechanical strength and chemical resistance are essential requirements for forming and reforming the separator and manufacturing modules and systems thereafter. In order to impart mechanical strength, dimensional stability and chemical resistance to the separator material, research on heat treatment and crosslinking reaction is being conducted, and Korean Patent Registration No. 10-0655674 is a prior art related thereto.

이에, 본 발명자들은 카르복실화된 내재적 기공성 고분자에 가교제를 첨가하여 가교중합막을 제조함으로써, 우수한 기계적 강도, 치수안정성 및 내화학성을 갖고, 우수한 기체분리막 특성을 가지는 분리막 소재 등으로 유용하게 사용될 수 있는 것을 알아내어 본원 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors prepared a crosslinked polymeric membrane by adding a crosslinking agent to a carboxylated intrinsically porous polymer, which can be usefully used as a separator material having excellent mechanical strength, dimensional stability and chemical resistance, and excellent gas separation membrane properties. found out that there is, and completed the present invention.

한국 등록특허 제10-0655674호.Korean Patent Registration No. 10-0655674.

Macromolecules 2017, 50, 8019-8027.Macromolecules 2017, 50, 8019-8027.

본원 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로, 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 기체분리막용 가교중합막을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was developed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a cross-polymerized membrane for a gas separation membrane based on a carboxylated intrinsic microporous polymer.

또한, 본원 발명에서는 상기 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 기체분리막용 가교중합막의 제조방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is intended to provide a method for preparing a cross-polymerization membrane for a gas separation membrane based on the carboxylated intrinsic microporous polymer.

본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 하기 화학식 1로 표시되는 화합물의 단독 중합체, 공중합체 또는 이를 하나 이상 포함하는 혼합물을 제공하는 고분자 제공단계; 상기 고분자, 가교제 및 용매를 혼합하는 막형성 조성물 제조단계; 상기 막형성 조성물로 막을 형성하는 막 형성단계 및 상기 막을 가교하는 가교중합막 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법을 제공한다.In the present invention, a polymer providing step of providing a homopolymer, copolymer or a mixture containing one or more of the compounds represented by Formula 1 in order to solve the above problems; Film-forming composition preparation step of mixing the polymer, crosslinking agent and solvent; It provides a method for preparing an intrinsic microporous polymer-based crosslinked polymeric membrane, comprising a membrane forming step of forming a membrane with the membrane forming composition and a crosslinking polymeric membrane manufacturing step of crosslinking the membrane.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112020116120883-pat00001
Figure 112020116120883-pat00001

상기 화학식 1에서 X는 하기 X1 내지 X17로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, n은 반복단위로 10 내지 500의 정수이다.In Formula 1, X is any one selected from the group consisting of X1 to X17, and n is an integer of 10 to 500 as a repeating unit.

Figure 112020116120883-pat00002
Figure 112020116120883-pat00003
Figure 112020116120883-pat00004
Figure 112020116120883-pat00005
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Figure 112020116120883-pat00003
Figure 112020116120883-pat00004
Figure 112020116120883-pat00005

본원 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 2의 화학구조를 가질 수 있다.In the manufacturing method according to the present invention, the crosslinking agent may have a chemical structure represented by Formula 2 below.

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112020116120883-pat00006
Figure 112020116120883-pat00006

상기 화학식 2에서 R은 직쇄 또는 측쇄 형태의 알킬렌기, 직쇄 또는 측쇄 형태의 산소원자를 포함하는 알킬렌기, 또는 아릴렌기 중 어느 하나이다.In Formula 2, R is any one of a straight-chain or branched-chain alkylene group, a straight-chain or branched-chain alkylene group containing an oxygen atom, or an arylene group.

또한, 본원 발명에서는 상기 가교중합막의 효과적인 기체분리막으로서의 용도를 제공하고, 상기 기체분리막은 수소와 질소의 혼합기체에서 수소를 분리하거나 산소와 질소의 혼합기체에서 산소를 분리하는데 매우 효과적인 기체 분리막일 수 있다.In addition, the present invention provides the use of the cross-linked polymeric membrane as an effective gas separation membrane, and the gas separation membrane can be a very effective gas separation membrane for separating hydrogen from a mixed gas of hydrogen and nitrogen or separating oxygen from a mixed gas of oxygen and nitrogen. there is.

본원 발명은 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 가교제 및 용매와 혼합하여 용액 공정을 통해 필름이 형성되는 동안 가교 반응을 진행함으로써 우수한 기계적 강도 및 내화학성을 가지는 가교된 강화막을 제조할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of preparing a crosslinked reinforcement film having excellent mechanical strength and chemical resistance by mixing a carboxylated intrinsic microporous polymer with a crosslinking agent and a solvent and proceeding with a crosslinking reaction during film formation through a solution process. there is

또한, 제조된 가교중합막의 경우 가교제의 첨가로 인한 기능성 부여 및 기존 고분자 사슬의 간격을 변화시켜 우수한 기체 투과도를 가지는 막을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다. In addition, in the case of the prepared cross-polymerization membrane, it was confirmed that a membrane having excellent gas permeability could be prepared by imparting functionality due to the addition of a cross-linking agent and changing the spacing of existing polymer chains.

도 1은 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 수소의 투과도 및 수소와 질소에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 산소의 투과도 및 산소와 질소에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다.
도 3는 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 이산화탄소의 투과도 및 이산화탄소와 메탄에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 이산화탄소의 투과도 및 이산화탄소와 질소에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing experimental results for hydrogen permeability and hydrogen and nitrogen selectivity of a cross-linked polymeric membrane according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing experimental results for oxygen permeability and oxygen and nitrogen selectivity of a cross-linked polymeric film according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing experimental results for carbon dioxide permeability and carbon dioxide and methane selectivity of a cross-linked polymeric membrane according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing experimental results for carbon dioxide permeability and carbon dioxide and nitrogen selectivity of a cross-linked polymeric membrane according to an embodiment of the present invention.

이하, 본원 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본원 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본원 발명에 따른 “내재적 마이크로 기공성 고분자(Polymers of Intrinsic Microporosity; PIM)”는 뒤틀린 구조의 골격을 가짐으로써, 고분자 구조가 밀집하여 쌓아지지 않아 발생하는 다량의 마이크로 기공성(microporosity)(미세 다공성)이 초래되는 고분자이다. 또한, IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)의 정의에 따르면, 다공성재료는 기공의 크기에 따라서 마이크로기공 (micropore, 기공크기 < 2 nm), 메조기공(mesopore, 2 nm < 기공크기 < 50 nm), 매크로기공(macropore, 기공크기 > 50 nm)으로 분류될 수 있는데, 본원 발명에 따른 상기 내재적 기공성 고분자를 포함하는 다공성 재료는 마이크로 기공과 메조 기공이 공존할 수 있으나, 주로 2nm 미만의 마이크로 기공이 주를 이룬다. “Polymers of Intrinsic Microporosity (PIM)” according to the present invention have a twisted backbone, resulting in a large amount of microporosity (microporosity) that occurs when the polymer structure is not densely stacked is the resulting polymer. In addition, according to the definition of IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), porous materials are micropores (pore size < 2 nm), mesopores (2 nm < pore size < 50 nm), depending on the pore size. ), macropores (pore size > 50 nm), the porous material including the intrinsically porous polymer according to the present invention may coexist with micropores and mesopores, but mainly micropores of less than 2 nm Qigong dominates.

본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 하기 화학식 1로 표시되는 화합물의 단독 중합체, 공중합체 또는 이를 하나 이상 포함하는 혼합물을 제공하는 고분자 제공단계; 상기 고분자, 가교제 및 용매를 혼합하는 막형성 조성물 제조단계; 상기 막형성 조성물로 막을 형성하는 막 형성단계 및 상기 막을 가교하는 가교중합막 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법을 제공한다.In the present invention, a polymer providing step of providing a homopolymer, copolymer or a mixture containing one or more of the compounds represented by Formula 1 in order to solve the above problems; Film-forming composition preparation step of mixing the polymer, crosslinking agent and solvent; It provides a method for preparing an intrinsic microporous polymer-based crosslinked polymeric membrane, comprising a membrane forming step of forming a membrane with the membrane forming composition and a crosslinking polymeric membrane manufacturing step of crosslinking the membrane.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112020116120883-pat00007
Figure 112020116120883-pat00007

상기 화학식 1에서 X는 하기 X1 내지 X17로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, n은 반복단위로 10 내지 500의 정수이다.In Formula 1, X is any one selected from the group consisting of X1 to X17, and n is an integer of 10 to 500 as a repeating unit.

Figure 112020116120883-pat00008
Figure 112020116120883-pat00009
Figure 112020116120883-pat00010
Figure 112020116120883-pat00011
Figure 112020116120883-pat00008
Figure 112020116120883-pat00009
Figure 112020116120883-pat00010
Figure 112020116120883-pat00011

본원 발명의 일 구현예에 따른 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 2의 화학구조를 가질 수 있다.In the method for preparing an intrinsic microporous polymer-based crosslinking polymeric membrane according to an embodiment of the present invention, the crosslinking agent may have a chemical structure represented by Chemical Formula 2 below.

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112020116120883-pat00012
Figure 112020116120883-pat00012

상기 화학식 2에서 R은 직쇄 또는 측쇄 형태의 알킬렌기, 직쇄 또는 측쇄 형태로 산소원자를 포함하는 알킬렌기, 또는 아릴렌기 중 어느 하나이다.In Formula 2, R is any one of a linear or branched alkylene group, a linear or branched alkylene group containing an oxygen atom, or an arylene group.

보다 바람직하게 상기 화학식 2에서 R은 하기 화학식 중 어느 하나일 수 있다.More preferably, R in Formula 2 may be any one of the following Formulas.

-(CH2)m-,-(CH 2 ) m -,

-(CH2)m-O-(CH2)l-,-(CH 2 ) m -O-(CH 2 ) l -,

삭제delete

-CH2-O-(CH2)4-O-CH2--CH 2 -O-(CH 2 ) 4 -O-CH 2 -

Figure 112020116120883-pat00013
Figure 112020116120883-pat00013

Figure 112020116120883-pat00014
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Figure 112020116120883-pat00015
Figure 112020116120883-pat00015

Figure 112020116120883-pat00016
Figure 112020116120883-pat00016

여기서, m 및 l은 동일하거나 상이하고 각각 1 내지 6의 정수이고, n은 1 내지 10000 사이의 정수이다.Here, m and l are the same or different and are each an integer from 1 to 6, and n is an integer from 1 to 10000.

본원 발명의 일 구현예에 따른 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법에 있어서, 상기 용매는 테트라하이드로퓨란(THF), N-메틸피롤리돈(NMP), 다이메틸 설폭사이드(DMSO), 다이메틸포름아미드(DMF) 및 다이메틸아세트아미드(DMAc)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있고, 테트라하이드로퓨란을 사용하는 것이 보다 바람직하다.In the method for preparing an intrinsic microporous polymer-based cross-linking polymeric membrane according to an embodiment of the present invention, the solvent is tetrahydrofuran (THF), N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), It may be at least one selected from the group consisting of dimethylformamide (DMF) and dimethylacetamide (DMAc), and tetrahydrofuran is more preferably used.

본원 발명의 일 구현예에 따른 고분자, 가교제 및 용매를 혼합하는 막형성 조성물 제조단계에서 고분자, 가교제 및 용매의 혼합비는 다음과 같다. 가교제는 고분자 대비 0.1 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 그리고 고분자 및 가교제를 포함하는 고형분을 1 - 40 중량% 함유한 용액으로 제조함이 바람직하다.In the step of preparing the film-forming composition in which the polymer, crosslinking agent and solvent are mixed according to an embodiment of the present invention, the mixing ratio of the polymer, crosslinking agent and solvent is as follows. The crosslinking agent is preferably 0.1 to 50% by weight relative to the polymer. And it is preferable to prepare a solution containing 1 to 40% by weight of solids including a polymer and a crosslinking agent.

본원 발명의 일 구현예에 따른 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법에 있어서, 상기 막을 가교하는 가교중합막 제조단계는 하기 반응식 1의 반응을 통하여 이루어질 수 있다.In the method for preparing an intrinsic microporous polymer-based crosslinked polymeric membrane according to an embodiment of the present invention, the step of preparing the crosslinked polymeric membrane for crosslinking the membrane may be performed through the reaction shown in Scheme 1 below.

<반응식 1><Scheme 1>

Figure 112020116120883-pat00017
Figure 112020116120883-pat00017

상기 반응식 1에서 n은 반복단위로 10 내지 500의 정수이고, R은 직쇄 또는 측쇄 형태의 알킬렌기, 직쇄 또는 측쇄 형태의 산소원자를 포함하는 알킬렌기, 또는 아릴렌기 중 어느 하나이다. 특히, 아릴렌기로서는 페닐렌기, 나프탈레닐렌기, 및 인데닐렌기 일 수 있다. 상기 가교 반응은 용매의 증발 후 가열 및 건조 단계에서 이루어며, 가열 및 건조 온도의 범위는 상온 내지 250 ℃인 것이 바람직하다.In Scheme 1, n is a repeating unit and an integer of 10 to 500, and R is any one of a straight-chain or branched-chain alkylene group, a straight-chain or branched-chain alkylene group containing an oxygen atom, or an arylene group. In particular, the arylene group may include a phenylene group, a naphthalenylene group, and an indenylene group. The crosslinking reaction is performed in a heating and drying step after evaporation of the solvent, and the heating and drying temperature range is preferably from room temperature to 250 °C.

또한, 본원 발명에서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물의 단독 중합체, 공중합체 또는 이를 하나 이상 포함하는 혼합물이 가교제와 반응을 통하여 가교되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막을 제공한다.In addition, the present invention provides an intrinsic microporous polymer-based crosslinked polymeric film characterized in that a homopolymer, a copolymer, or a mixture containing one or more of the compounds represented by Formula 1 is crosslinked through a reaction with a crosslinking agent.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112020116120883-pat00018
Figure 112020116120883-pat00018

상기 화학식 1에서 X는 하기 X1 내지 X17로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다.In Formula 1, X is any one selected from the group consisting of X1 to X17 below.

Figure 112020116120883-pat00019
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Figure 112020116120883-pat00022
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본원 발명의 일 구현예에 따른 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 2의 화학구조를 가질 수 있다.In the intrinsic microporous polymer-based crosslinking polymeric membrane according to one embodiment of the present invention, the crosslinking agent may have a chemical structure represented by Chemical Formula 2 below.

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112020116120883-pat00023
Figure 112020116120883-pat00023

상기 화학식 2에서 R은 직쇄 또는 측쇄 형태의 알킬렌기, 직쇄 또는 측쇄 형태의 산소원자를 포함하는 알킬렌기, 또는 아릴렌기 중 어느 하나이다.In Formula 2, R is any one of a straight-chain or branched-chain alkylene group, a straight-chain or branched-chain alkylene group containing an oxygen atom, or an arylene group.

보다 바람직하게 상기 화학식 2에서 R은 하기 화학식 중 어느 하나일 수 있다.More preferably, R in Formula 2 may be any one of the following Formulas.

-(CH2)m-,-(CH 2 ) m -,

-(CH2)m-O-(CH2)l-,-(CH 2 ) m -O-(CH 2 ) l -,

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-CH2-O-(CH2)4-O-CH2--CH 2 -O-(CH 2 ) 4 -O-CH 2 -

Figure 112020116120883-pat00024
Figure 112020116120883-pat00024

Figure 112020116120883-pat00025
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Figure 112020116120883-pat00026
Figure 112020116120883-pat00026

Figure 112020116120883-pat00027
Figure 112020116120883-pat00027

여기서, m 및 l은 동일하거나 상이하고 각각 1 내지 6의 정수이고, n은 1 내지 10000 사이의 정수이다.Here, m and l are the same or different and are each an integer from 1 to 6, and n is an integer from 1 to 10000.

본원 발명의 일 구현예에 따른 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막 있어서, 상기 가교중합막은 기체 분리막일 수 있고, 보다 바람직하게 상기 기체분리막은 수소와 질소의 혼합기체에서 수소를 분리하거나 산소와 질소의 혼합기체에서 산소를 분리하는 기체 분리막일 수 있다.In the intrinsic microporous polymer-based crosslinking polymeric membrane according to an embodiment of the present invention, the crosslinking polymeric membrane may be a gas separation membrane, more preferably, the gas separation membrane separates hydrogen from a mixed gas of hydrogen and nitrogen or oxygen and nitrogen. It may be a gas separation membrane that separates oxygen from a mixed gas of

본원 발명에 따른 상기 카르복실화된 내재적 기공성 고분자 가교중합막은, 상기 화학식 1로 표시되는 내재적 기공성 고분자와 화학식 2의 가교제 화합물간의 가교반응을 기반으로 한 가교 반응 결과물이다. The carboxylated intrinsically porous polymer crosslinked polymeric film according to the present invention is a crosslinking reaction product based on a crosslinking reaction between the intrinsically porous polymer represented by Chemical Formula 1 and the crosslinking agent compound represented by Chemical Formula 2.

본원 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 카르복실산 작용기가 도입된 내재적 기공성 고분자는 기체분리막으로 활용될 수 있다. 이는 본원 발명에 따른 상기 내재적 마이크로 기공성 고분자의 경우 높은 자유체적 및 비표면적을 통해 기체의 이동이 용이하기 때문이다. 상기 내재적 마이크로 기공성 고분자의 비표면적은 한정되는 것은 아니나, 약 200 m2/g 이상의 표면적을 가질 수 있다. 바람직하게는 200 m2/g 이상 2000 m2/g 이하의 표면적을 가질 수 있고, 보다 바람직하게는 200 m2/g 이상 1500 m2/g 이하의 표면적을 가질 수 있다.The intrinsically porous polymer into which the carboxylic acid functional group represented by Formula 1 according to the present invention is introduced can be used as a gas separation membrane. This is because, in the case of the intrinsic microporous polymer according to the present invention, it is easy to move gas through a high free volume and specific surface area. The specific surface area of the intrinsic microporous polymer is not limited, but may have a surface area of about 200 m 2 /g or more. It may preferably have a surface area of 200 m 2 /g or more and 2000 m 2 /g or less, more preferably 200 m 2 /g or more and 1500 m 2 /g or less.

게다가, 본원 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 카르복실산 작용기가 도입된 내재적 기공성 고분자는 이산화탄소와 높은친화도를 가지는 카르복실산 작용기가 도입된 형태의 고분자로 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자는 뒤틀린 구조의 골격에 이산화탄소에 대해 높은 친화도를 가지는 카르복실산 작용기가 도입된 내재적 마이크로 기공성 고분자이다. In addition, the intrinsic microporous polymer having a carboxylic acid functional group introduced according to the present invention represented by Formula 1 is a polymer having a carboxylic acid functional group having a high affinity for carbon dioxide, and is a carboxylated intrinsic micro-porous polymer. is an intrinsic microporous polymer in which a carboxylic acid functional group having a high affinity for carbon dioxide is introduced into a twisted backbone.

따라서, 본원 발명에 따른 카르복실산 작용기가 도입된 내재적 기공성 고분자는 여타의 고분자에 비해 높은 비표면적과 기능성 작용기가 도입된 형태로 메탄과 질소와 같이 상대적으로 크기가 큰 기체 분자들로부터 상대적으로 작은 이산화탄소와 수소 같은 작은 기체들을 분리하는데 용이한 분리막을 제조할 수 있다. Therefore, the intrinsically porous polymer introduced with a carboxylic acid functional group according to the present invention has a higher specific surface area and a functional functional group than other polymers, and is relatively free from relatively large gas molecules such as methane and nitrogen. A separation membrane that is easy to separate small gases such as small carbon dioxide and hydrogen can be manufactured.

이하, 본원 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면과 같이 본원이 속하는 기술 분야에서 일반적인 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본원의 구현 예 및 실시 예를 상세히 설명한다. 특히 이것에 의해 본원 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한을 받지 않는다. 또한, 본원 발명의 내용은 여러 가지 다른 형태의 장비로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, implementation examples and embodiments of the present invention will be described in detail so that those with general knowledge in the technical field to which the present application pertains can easily practice, as shown in the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention. In particular, the technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited by this. In addition, the contents of the present invention can be implemented in various types of equipment, and is not limited to the implementation examples and examples described herein.

<제조예 1> 내재적 마이크로 기공 고분자(Polymers of Intrinsic Microporosity; PIM)의 제조<Preparation Example 1> Preparation of Polymers of Intrinsic Microporosity (PIM)

2구 둥근 플라스크 (250 ml) 의 내부 수분을 제거한 후, 질소분위기 하에서, 상기 플라스크에 5.5',6,6'-테트라하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸-1,1'-스피로바이인단(TTSBI, 5.5’,6,6’-tetrahydroxy-3,3,3’,3’-tetramethyl-1,1’-spirobiindan)(10.21 g, 30 mmol), K2CO3(8.29 g, 60 mmol), 테트라플루오로프탈로나이트릴 (TFTPN, tetrafluorophtalonitrile)(6.00 g, 30 mmol) 및 다이메틸포름아마이드(DMF)(210 ml)를 첨가하여 55 ℃에서72 시간 중합하였다. 반응 종결 후, 상온으로 냉각된 상기 반응기에 테트라하이드로퓨란(THF)를 350 ml를 추가하여 고분자량인 PIM-1은 침천시키고 저분자량 및 올리고머를 포함하는 상등액은 제거하였다. 상기 고분자를 테트라하이드로퓨란(THF)에 재용해하여 메탄올을 사용하여 재침전을 2회 반복하였다. 최종 생성물을 진공 건조하여 노란색을 띠는 하기 화학식 3로 표시되는 내재적 마이크로 기공 고분자(PIM-1)(10.3 g) 고분자를 얻었다. GPC(Gel permeation chromatography) 측정결과, Mn=60,900, PDI (Polydispersity index) 1.58의 값을 나타내었다.After removing the water inside the two-necked round flask (250 ml), 5.5',6,6'-tetrahydroxy-3,3,3',3'-tetramethyl-1,1 was added to the flask under a nitrogen atmosphere. '-spirobiindan (TTSBI, 5.5',6,6'-tetrahydroxy-3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindan) (10.21 g, 30 mmol), K 2 CO 3 ( 8.29 g, 60 mmol), tetrafluorophthalonitrile (TFTPN, tetrafluorophthalonitrile) (6.00 g, 30 mmol) and dimethylformamide (DMF) (210 ml) were added, followed by polymerization at 55 °C for 72 hours. After completion of the reaction, 350 ml of tetrahydrofuran (THF) was added to the reactor cooled to room temperature to precipitate high molecular weight PIM-1, and the supernatant containing low molecular weight and oligomers was removed. The polymer was re-dissolved in tetrahydrofuran (THF) and reprecipitation was repeated twice using methanol. The final product was vacuum dried to obtain a yellow intrinsic microporous polymer represented by Chemical Formula 3 (PIM-1) (10.3 g). As a result of GPC (Gel permeation chromatography) measurement, M n = 60,900 and PDI (Polydispersity index) showed a value of 1.58.

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112020116120883-pat00028
Figure 112020116120883-pat00028

<제조예 2> 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자(PIM-COOH)의 제조<Preparation Example 2> Preparation of carboxylated intrinsic microporous polymer (PIM-COOH)

3구 둥근 플라스크 (2000 ml)에 480 ml 증류수, 600 ml 에탄올, 240 g NaOH을 넣어 20중량%의 NaOH 용액을 제조한 후, 상기 제조예 1에서 얻은 내재적 마이크로 기공 고분자(PIM-1)를 첨가하여 125 ℃에서 360 시간 동안 개질하였다. 반응 종결 후, 액-액 분리장치에서 수층과 유기층을 분리되도록 정치 한 뒤, 개질된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 유기층을 분리하여 약 5중량% HCl 용액에 천천히 침전시키고 여과하였다. 증류수로 수 회 세척한 후, 상기 여과물을 60 ℃로 온도가 조절된 진공건조기에서 24시간 건조시킨 후, 테트라하이드로퓨란(THF)에 용해하여 물과 메탄올을 사용하여 재침전을 2회 반복하였다. 최종 생성물을 진공 건조하여 황색을 띠는 하기 화학식 4의 카르복실화된 내재적 마이크로 기공 고분자(PIM-1)(7.0 g) 고분자를 얻었다. GPC 측정결과, Mn=25,700, PDI 1.07의 값을 나타냈다. 480 ml distilled water, 600 ml ethanol, and 240 g NaOH were put in a three-necked round flask (2000 ml) to prepare a 20% by weight NaOH solution, and then the intrinsic microporous polymer (PIM-1) obtained in Preparation Example 1 was added. and modified at 125 ° C. for 360 hours. After completion of the reaction, the aqueous layer and the organic layer were allowed to separate in a liquid-liquid separator, and then the organic layer containing the modified intrinsic microporous polymer was separated, slowly precipitated in about 5 wt% HCl solution, and filtered. After washing with distilled water several times, the filtrate was dried for 24 hours in a vacuum dryer with a temperature controlled at 60 ° C., and then dissolved in tetrahydrofuran (THF) and reprecipitated using water and methanol was repeated twice. . The final product was vacuum-dried to obtain a carboxylated intrinsic microporous polymer (PIM-1) (7.0 g) represented by Chemical Formula 4 below. As a result of GPC measurement, M n =25,700 and PDI of 1.07 were shown.

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112020116120883-pat00029
Figure 112020116120883-pat00029

<실시예 1> 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막(Crosslinked PIM-COOH)의 제조<Example 1> Preparation of crosslinked polymer membrane (Crosslinked PIM-COOH) for gas separation membrane containing carboxylated intrinsic microporous polymer

카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 가교막을 제조하기 위해, 상기 단계 1에서 제조한0.196 g PIM-COOH, 0.004 g 1,4-부탄다이올 다이글라이시딜 에테르(1,4-Butanediol diglycidyl ether), 24 ml 테트라하이드로퓨란(THF)를 넣고 고분자 용액을 제조함. 제조한 고분자용액을 5 μm 실린지 필터로 불순물을 걸러내면서 유리 페트리 디쉬(Petri-dish)에 주사하였다. 대기 분위기하에, 이틀간 천천히 용매를 증발시킨 후, 증류수를 이용하여 필름을 유리 페트리 디쉬로부터 분리하였다. 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 건조시킨 막을 메탄올(Methanol)에 2시간 동안 담가두고, 회수하여 다시 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기와 같은 방법으로 두께 10~100 μm의 카르복실화된 내재적 마이크로 기공을 가지는 고분자를 포함하는 고분자 가교막을 제조하였다.To prepare a carboxylated intrinsic microporous polymer crosslinked membrane, 0.196 g PIM-COOH prepared in step 1, 0.004 g 1,4-butanediol diglycidyl ether (1,4-Butanediol diglycidyl ether) , 24 ml of tetrahydrofuran (THF) was added to prepare a polymer solution. The prepared polymer solution was injected into a glass Petri-dish while filtering out impurities with a 5 μm syringe filter. After slowly evaporating the solvent for two days under an air atmosphere, the film was separated from the glass petri dish using distilled water. It was dried for 24 hours in a vacuum dryer adjusted to 100 °C. The dried film was soaked in methanol for 2 hours, recovered, and dried again in a vacuum dryer adjusted to 100 °C for 24 hours. In the same manner as described above, a polymer crosslinked membrane containing a carboxylated polymer having intrinsic micropores having a thickness of 10 to 100 μm was prepared.

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<실시예 2> 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막(Crosslinked PIM-COOH)의 제조 (BD_5wt%)<Example 2> Preparation of Crosslinked PIM-COOH for Gas Separation Membrane Containing Carboxylated Intrinsically Microporous Polymer (BD_5wt%)

카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 가교막을 제조하기 위해, 상기 단계 1에서 제조한0.190 g PIM-COOH, 0.010 g 1,4-부탄다이올 다이글라이시딜 에테르(1,4-Butanediol diglycidyl ether), 24 ml 테트라하이드로퓨란(THF)를 넣고 고분자 용액을 제조함. 제조한 고분자용액을 5 μm 실린지 필터로 불순물을 걸러내면서 유리 페트리 디쉬(Petri-dish)에 주사하였다. 대기 분위기하에, 이틀간 천천히 용매를 증발시킨 후, 증류수를 이용하여 필름을 유리 페트리 디쉬로부터 분리하였다. 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 건조시킨 막을 메탄올(Methanol)에 2시간 동안 담가두고, 회수하여 다시 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기와 같은 방법으로 두께 10~100 μm의 카르복실화된 내재적 마이크로 기공을 가지는 고분자를 포함하는 고분자 가교막을 제조하였다.To prepare a carboxylated intrinsic microporous polymer crosslinked membrane, 0.190 g PIM-COOH prepared in step 1, 0.010 g 1,4-butanediol diglycidyl ether (1,4-Butanediol diglycidyl ether) , 24 ml of tetrahydrofuran (THF) was added to prepare a polymer solution. The prepared polymer solution was injected into a glass Petri-dish while filtering out impurities with a 5 μm syringe filter. After slowly evaporating the solvent for two days under an air atmosphere, the film was separated from the glass petri dish using distilled water. It was dried for 24 hours in a vacuum dryer adjusted to 100 °C. The dried film was soaked in methanol for 2 hours, recovered, and dried again in a vacuum dryer adjusted to 100 °C for 24 hours. In the same manner as described above, a polymer crosslinked membrane containing a carboxylated polymer having intrinsic micropores having a thickness of 10 to 100 μm was prepared.

<실시예 3> 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막(Crosslinked PIM-COOH)의 제조 (PEO500_2wt%)<Example 3> Preparation of Crosslinked PIM-COOH for Gas Separation Membrane Containing Carboxylated Intrinsically Microporous Polymer (PEO500_2wt%)

카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 가교막을 제조하기 위해, 상기 단계 1에서 제조한 0.196 g PIM-COOH, 0.004 g 폴리에틸렌글라이콜 다이글라이시딜 에테르 (Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether,Mn = 500), 24 ml 테트라하이드로퓨란(THF)를 넣고 고분자 용액을 제조함. 제조한 고분자용액을 5 μm 실린지 필터로 불순물을 걸러내면서 유리 페트리 디쉬(Petri-dish)에 주사하였다. 대기 분위기하에, 이틀간 천천히 용매를 증발시킨 후, 증류수를 이용하여 필름을 유리 페트리 디쉬로부터 분리하였다. 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 건조시킨 막을 메탄올(Methanol)에 2시간 동안 담가두고, 회수하여 다시 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기와 같은 방법으로 두께 10~100 μm의 카르복실화된 내재적 마이크로 기공을 가지는 고분자를 포함하는 고분자 가교막을 제조하였다.To prepare a carboxylated intrinsic microporous polymer crosslinked membrane, 0.196 g PIM-COOH prepared in step 1 above, 0.004 g polyethylene glycol diglycidyl ether (Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether, Mn = 500 ), 24 ml of tetrahydrofuran (THF) was added to prepare a polymer solution. The prepared polymer solution was injected into a glass Petri-dish while filtering out impurities with a 5 μm syringe filter. After slowly evaporating the solvent for two days under an air atmosphere, the film was separated from the glass petri dish using distilled water. It was dried for 24 hours in a vacuum dryer adjusted to 100 °C. The dried film was soaked in methanol for 2 hours, recovered, and dried again in a vacuum dryer adjusted to 100 °C for 24 hours. In the same manner as described above, a polymer crosslinked membrane containing a carboxylated polymer having intrinsic micropores having a thickness of 10 to 100 μm was prepared.

<실시예 4> 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막(Crosslinked PIM-COOH)의 제조 (PEO500_5wt%)<Example 4> Preparation of Crosslinked PIM-COOH for Gas Separation Membrane Containing Carboxylated Intrinsically Microporous Polymer (PEO500_5wt%)

카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 가교막을 제조하기 위해, 상기 단계 1에서 제조한 0.190 g PIM-COOH, 0.010 g 폴리에틸렌글라이콜 다이글라이시딜 에테르 (Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether,Mn = 500), 24 ml 테트라하이드로퓨란(THF)를 넣고 고분자 용액을 제조함. 제조한 고분자용액을 5 μm 실린지 필터로 불순물을 걸러내면서 유리 페트리 디쉬(Petri-dish)에 주사하였다. 대기 분위기하에, 이틀간 천천히 용매를 증발시킨 후, 증류수를 이용하여 필름을 유리 페트리 디쉬로부터 분리하였다. 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 건조시킨 막을 메탄올(Methanol)에 2시간 동안 담가두고, 회수하여 다시 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기와 같은 방법으로 두께 10~100 μm의 카르복실화된 내재적 마이크로 기공을 가지는 고분자를 포함하는 고분자 가교막을 제조하였다.To prepare a carboxylated intrinsic microporous polymer crosslinked membrane, 0.190 g PIM-COOH prepared in step 1 above, 0.010 g polyethylene glycol diglycidyl ether (Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether, Mn = 500 ), 24 ml of tetrahydrofuran (THF) was added to prepare a polymer solution. The prepared polymer solution was injected into a glass Petri-dish while filtering out impurities with a 5 μm syringe filter. After slowly evaporating the solvent for two days under an air atmosphere, the film was separated from the glass petri dish using distilled water. It was dried for 24 hours in a vacuum dryer adjusted to 100 °C. The dried film was soaked in methanol for 2 hours, recovered, and dried again in a vacuum dryer adjusted to 100 °C for 24 hours. In the same manner as described above, a polymer crosslinked membrane containing a carboxylated polymer having intrinsic micropores having a thickness of 10 to 100 μm was prepared.

<실시예 5> 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막(Crosslinked PIM-COOH)의 제조 (BADGE_5wt%)<Example 5> Preparation of Crosslinked PIM-COOH for Gas Separation Membrane Containing Carboxylated Intrinsically Microporous Polymer (BADGE_5wt%)

카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자 가교막을 제조하기 위해, 상기 단계 1에서 제조한 0.190 g PIM-COOH, 0.010 g 비스페놀 A 다이글라이시딜 에테르(Bisphenol A diglycidyl ether), 24 ml 테트라하이드로퓨란(THF)를 넣고 고분자 용액을 제조함. 제조한 고분자용액을 5 μm 실린지 필터로 불순물을 걸러내면서 유리 페트리 디쉬(Petri-dish)에 주사하였다. 대기 분위기하에, 이틀간 천천히 용매를 증발시킨 후, 증류수를 이용하여 필름을 유리 페트리 디쉬로부터 분리하였다. 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 건조시킨 막을 메탄올(Methanol)에 2시간 동안 담가두고, 회수하여 다시 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기와 같은 방법으로 두께 10~100 μm의 카르복실화된 내재적 마이크로 기공을 가지는 고분자를 포함하는 고분자 가교막을 제조하였다.To prepare a carboxylated intrinsic microporous polymer crosslinked membrane, 0.190 g PIM-COOH prepared in step 1 above, 0.010 g bisphenol A diglycidyl ether, 24 ml tetrahydrofuran (THF) ) was added to prepare a polymer solution. The prepared polymer solution was injected into a glass Petri-dish while filtering out impurities with a 5 μm syringe filter. After slowly evaporating the solvent for two days under an air atmosphere, the film was separated from the glass petri dish using distilled water. It was dried for 24 hours in a vacuum dryer adjusted to 100 °C. The dried film was soaked in methanol for 2 hours, recovered, and dried again in a vacuum dryer adjusted to 100 °C for 24 hours. In the same manner as described above, a polymer crosslinked membrane containing a carboxylated polymer having intrinsic micropores having a thickness of 10 to 100 μm was prepared.

<비교예 1 및 2> 비가교 내재적 마이크로 기공성 고분자막 제조<Comparative Examples 1 and 2> Preparation of non-crosslinked intrinsic microporous polymer membrane

가교되지 않은 내재적 마이크로 기공성 고분자막(PIM-1) 및 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자막(PIM-COOH)을 제조하기 위해, 상기 제조예 1 및 제조예 2에서 제조한 0.2 g PIM 또는 0.2 g PIM-COOH, 24 ml 테트라하이드로퓨란(THF)를 넣고 고분자 용액을 제조함. 제조한 고분자용액을 5 μm 실린지 필터로 불순물을 걸러내면서 유리 페트리 디쉬(Petri-dish)에 주사하였다. 대기 분위기하에, 이틀간 천천히 용매를 증발시킨 후, 건조된 필름을 유리 페트리 디쉬로부터 분리하였다. 100 ℃로 조절된 진공건조기에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기와 같은 방법으로 두께 10~100 μm의 가교되지 않은 내재적 마이크로 기공성 고분자막(PIM-1) 및 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자막(PIM-COOH)을 제조하였다.In order to prepare a non-crosslinked intrinsic microporous polymer membrane (PIM-1) and a carboxylated intrinsic microporous polymer membrane (PIM-COOH), 0.2 g PIM prepared in Preparation Examples 1 and 2 or 0.2 g PIM-COOH, 24 ml of tetrahydrofuran (THF) was added to prepare a polymer solution. The prepared polymer solution was injected into a glass Petri-dish while filtering out impurities with a 5 μm syringe filter. After slowly evaporating the solvent for two days under an air atmosphere, the dried film was separated from a glass Petri dish. It was dried for 24 hours in a vacuum dryer adjusted to 100 °C. In the same manner as described above, a non-crosslinked intrinsic microporous polymer membrane (PIM-1) and a carboxylated intrinsic microporous polymer membrane (PIM-COOH) having a thickness of 10 to 100 μm were prepared.

<분석예> 기체분리막 특성 평가<Analysis Example> Evaluation of gas separation membrane characteristics

본 발명에 따른 실시예 1-5에서 제조된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리용 고분자 가교막 및 비교예에 따른 비가교막을 사용하여 산소, 질소, 메탄, 이산화탄소, 수소 가스에 대한 기체투과도 실험을 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 정리하였고, 1 내지 도 4에 도시하였다.Oxygen, nitrogen, methane, carbon dioxide, hydrogen gas using the crosslinked polymer membrane for gas separation comprising the carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Examples 1-5 according to the present invention and the non-crosslinked membrane according to Comparative Example A gas permeability test was performed. The results are summarized in Tables 1 and 2, and are shown in Figures 1 to 4.

SampleSample 투과도(Permeability: Barrer)a Permeability (Barrer) a H2 H2 CO2 CO2 O2 O 2 N2 N 2 CH4 CH4 PIM-1PIM-1 3,5113,511 3,9343,934 1,0491,049 269269 366366 PIM-COOHPIM-COOH 90.5390.53 96.4396.43 9.89.8 1.81.8 3.823.82 BD_2wt%BD_2wt% 1,3261,326 811.35811.35 196.84196.84 37.8237.82 4545 BD_5wt%BD_5wt% 375.01375.01 280.42280.42 55.3555.35 12.4712.47 14.3614.36 PEO500_ 2wt%PEO500_ 2wt% 332.77332.77 263.23263.23 50.4850.48 11.3711.37 13.7513.75 PEO500_5wt%PEO500_5wt% 239.21239.21 188.48188.48 34.6434.64 7.707.70 8.728.72 BADGE_5wt%BADGE_5wt% 348.98348.98 266.55266.55 46.0946.09 9.809.80 10.1010.10

a : 1 barrer = 10-10 cm3 (STP) cm/ (s cm2 cmHg) a : 1 barrer = 10 -10 cm 3 (STP) cm/ (s cm 2 cmHg)

SampleSample 선택도(Selectivity: α)b Selectivity (α) b CO2/CH4 CO 2 /CH 4 CO2/N2 CO 2 /N 2 O2/N2 O 2 /N 2 H2/N2 H 2 /N 2 PIM-1PIM-1 1111 14.614.6 3.93.9 1313 PIM-COOHPIM-COOH 25.225.2 53.653.6 5.45.4 50.350.3 BD_2wt%BD_2wt% 18.218.2 21.521.5 5.25.2 35.135.1 BD_5wt%BD_5wt% 19.519.5 22.522.5 4.44.4 30.130.1 PEO500_2wt%PEO500_2wt% 19.119.1 23.123.1 4.44.4 29.329.3 PEO500_5wt%PEO500_5wt% 21.621.6 24.524.5 4.54.5 31.131.1 BADGE_5wt%BADGE_5wt% 26.426.4 27.227.2 4.74.7 35.635.6

b: 선택도는 두 기체의 투과도의 비 b : selectivity is the ratio of permeability of two gases

표 1과 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명 가교화된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자막(Crosslinked PIM-COOH)의 경우 기존의 가교되지 않은 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자에 비해 높은 기체투과도를 나타냄을 알 수 있다. 본 발명의 실시예 1-5 로부터 제조된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막 (Crosslinked PIM-COOH)은 비교예 1 및 2로부터 제조된 종래 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자(PIM-COOH)에 비하여 기체투과도가 현저하게 높은 것을 알 수 있다. As can be seen in Tables 1 and 2, the crosslinked carboxylated intrinsic microporous polymer membrane (Crosslinked PIM-COOH) of the present invention has higher gas permeability than the conventional uncrosslinked carboxylated intrinsic microporous polymer. It can be seen that represents The polymer crosslinked membrane for gas separation membrane (Crosslinked PIM-COOH) comprising the carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Examples 1-5 of the present invention is the conventional carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Comparative Examples 1 and 2. It can be seen that the gas permeability is significantly higher than that of the microporous polymer (PIM-COOH).

또한, 상기 표2에는 본 발명의 실시예 1-5 로부터 제조된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막 (Crosslinked PIM-COOH)은 비교예 1 및 2로부터 제조된 종래 내재적 마이크로 기공성 고분자(PIM-1)에 비해 이산화탄소에 대한 메탄(CO2/CH4), 이산화탄소에 대한 질소(CO2/N2), 수소에 대한 질소(H2/N2) 및 산소에 대한 질소(O2/N2) 기체 쌍에 대하여 높은 선택도를 나타냄을 알 수 있다.In addition, Table 2 shows crosslinked polymer membranes for gas separation membranes (Crosslinked PIM-COOH) containing the carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Examples 1-5 of the present invention prepared in Comparative Examples 1 and 2. Methane for carbon dioxide (CO 2 /CH 4 ), nitrogen for carbon dioxide (CO 2 /N 2 ), nitrogen for hydrogen (H 2 /N 2 ) and oxygen compared to the conventional intrinsic microporous polymer (PIM-1) It can be seen that high selectivity for nitrogen (O 2 /N 2 ) gas pair is shown.

SampleSample CHCl3 CHCl 3 DMSODMSO THFTHF PIM-1PIM-1 solublesoluble insolubleinsoluble solublesoluble PIM-COOHPIM-COOH insolubleinsoluble solublesoluble solublesoluble BD_2wt%BD_2wt% insolubleinsoluble swellingswelling swellingswelling BD_5wt%BD_5wt% insolubleinsoluble swellingswelling swellingswelling PEO500_ 2wt%PEO500_ 2wt% insolubleinsoluble swellingswelling swellingswelling PEO500_5wt%PEO500_5wt% insolubleinsoluble swellingswelling swellingswelling BADGE_5wt%BADGE_5wt% insolubleinsoluble swellingswelling swellingswelling

아울러, 상기 표3에는 PIM-1, PIM-COOH 및 가교 고분자에 대한 용해도 실험을 진행한 내용을 정리하였다. PIM-1과 PIM-COOH의 양용매인 클로로포름(CHCl3), 다이메틸 설폭사이드(DMSO) 및 테트라하이드로퓨란(THF)를 사용한 용해도 실험에서 가교막은 팽윤(swelling)되거나 용해되지 않는 현상을 보였다. 이처럼 제조된 가교막들은 상기 용매들에 대해 우수한 내화학성을 보였다.In addition, Table 3 summarizes the contents of the solubility test for PIM-1, PIM-COOH, and crosslinked polymer. In solubility experiments using chloroform (CHCl 3 ), dimethyl sulfoxide (DMSO), and tetrahydrofuran (THF), which are good solvents for PIM-1 and PIM-COOH, the crosslinked membrane showed swelling or insolubility. The crosslinked membranes thus prepared showed excellent chemical resistance to the solvents.

도 1은 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 수소의 투과도 및 수소와 질소에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다. 실시예 1-5로부터 제조된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막 (Crosslinked PIM-COOH)은 종래 카르복실화된 내재적 기공성 고분자 (PIM-COOH)에 비해 선택도가 크게 떨어지지 않으면서도 수소에 대한 기체투과도가 현저하게 높은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1로부터 제조된 가교막은 수소와 질소 기체에 대해서 고분자막의 경제성을 판가름해 주는 중요한 척도인 로베슨의 상한선 (Robeson upper bound)을 뛰는 우수한 성능을 나타내며 상용화가 가능할 것으로 기대된다.1 is a graph showing experimental results for hydrogen permeability and hydrogen and nitrogen selectivity of a cross-linked polymeric membrane according to an embodiment of the present invention. The polymer crosslinked membrane (Crosslinked PIM-COOH) for gas separation membrane comprising the carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Examples 1-5 is more selective than the conventional carboxylated intrinsic porous polymer (PIM-COOH). It can be seen that the gas permeability to hydrogen is remarkably high even without a significant drop in the degree. In addition, the crosslinked membrane prepared from Example 1 exhibits excellent performance exceeding the Robeson upper bound, which is an important criterion for determining the economic feasibility of polymer membranes for hydrogen and nitrogen gas, and is expected to be commercially available.

도 2는 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 산소의 투과도 및 산소와 질소에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다. 실시예 1로부터 제조된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막 (Crosslinked PIM-COOH)은 종래 카르복실화된 내재적 기공성 고분자 (PIM-COOH)에 비해 선택도가 크게 떨어지지 않으면서도 산소에 대한 기체투과도가 현저하게 높은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1로부터 제조된 가교막은 산소와 질소 기체에 대해서 고분자막의 경제성을 판가름해 주는 중요한 척도인 로베슨의 상한선 (Robeson upper bound)을 뛰는 우수한 성능을 나타내며 상용화가 가능할 것으로 기대된다.2 is a graph showing experimental results for oxygen permeability and oxygen and nitrogen selectivity of a cross-linked polymeric film according to an embodiment of the present invention. The polymer crosslinked membrane for gas separation membrane (Crosslinked PIM-COOH) comprising the carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Example 1 has higher selectivity than the conventional carboxylated intrinsic microporous polymer (PIM-COOH). It can be seen that the gas permeability to oxygen is remarkably high without a significant drop. In addition, the crosslinked membrane prepared from Example 1 exhibits excellent performance exceeding the Robeson upper bound, which is an important criterion for determining the economic feasibility of polymer membranes for oxygen and nitrogen gas, and is expected to be commercially available.

도 3은 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 이산화탄소의 투과도 및 이산화탄소와 메탄에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다. 실시예 1로부터 제조된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막 (Crosslinked PIM-COOH)은 종래 카르복실화된 내재적 기공성 고분자 (PIM-COOH)에 비해 선택도가 크게 떨어지지 않으면서도 이산화탄소에 대한 기체투과도가 현저하게 높은 것을 알 수 있다.3 is a graph showing experimental results for carbon dioxide permeability and carbon dioxide and methane selectivity of a cross-linked polymeric membrane according to an embodiment of the present invention. The polymer crosslinked membrane for gas separation membrane (Crosslinked PIM-COOH) comprising the carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Example 1 has higher selectivity than the conventional carboxylated intrinsic microporous polymer (PIM-COOH). It can be seen that the gas permeability to carbon dioxide is remarkably high without a significant drop.

도 4는 본원 발명의 일 구현예에 따른 가교중합막의 이산화탄소의 투과도 및 이산화탄소와 질소에 대한 선택도에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다. 실시예 1로부터 제조된 카르복실화된 내재적 마이크로 기공성 고분자를 포함하는 기체분리막용 고분자 가교막 (Crosslinked PIM-COOH)은 종래 카르복실화된 내재적 기공성 고분자 (PIM-COOH)에 비해 선택도가 크게 떨어지지 않으면서도 이산화탄소에 대한 기체투과도가 현저하게 높은 것을 알 수 있다.4 is a graph showing experimental results for carbon dioxide permeability and carbon dioxide and nitrogen selectivity of a cross-linked polymeric membrane according to an embodiment of the present invention. The polymer crosslinked membrane for gas separation membrane (Crosslinked PIM-COOH) comprising the carboxylated intrinsic microporous polymer prepared in Example 1 has higher selectivity than the conventional carboxylated intrinsic microporous polymer (PIM-COOH). It can be seen that the gas permeability to carbon dioxide is remarkably high without a significant drop.

Claims (10)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물의 단독 중합체, 공중합체 또는 이를 하나 이상 포함하는 혼합물을 제공하는 고분자 제공단계;
상기 고분자, 하기 화학식 2의 화학구조를 가지는 가교제 및 용매를 혼합하는 막형성 조성물 제조단계;
상기 막형성 조성물로 막을 형성하는 막 형성단계 및
상기 막을 가교하는 가교중합막 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법:
<화학식 1>
Figure 112022090415760-pat00030

상기 화학식 1에서 X는 하기 X1 내지 X17로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, n은 반복단위로 10 내지 500의 정수이고,
Figure 112022090415760-pat00031
Figure 112022090415760-pat00032
Figure 112022090415760-pat00033
Figure 112022090415760-pat00034

<화학식 2>
Figure 112022090415760-pat00055

상기 화학식 2 에서 R은 직쇄 또는 측쇄 형태의 알킬렌기, 직쇄 또는 측쇄 형태의 산소원자를 포함하는 알킬렌기, 또는 아릴렌기 중 어느 하나이다.
A polymer providing step of providing a homopolymer, a copolymer or a mixture containing one or more of the compounds represented by Formula 1 below;
A film-forming composition preparation step of mixing the polymer, a crosslinking agent having a chemical structure of Formula 2, and a solvent;
A film forming step of forming a film with the film forming composition and
A method for preparing an intrinsic microporous polymer-based crosslinked polymeric film, comprising the step of preparing a crosslinked polymeric film for crosslinking the film:
<Formula 1>
Figure 112022090415760-pat00030

In Formula 1, X is any one selected from the group consisting of X1 to X17, n is an integer of 10 to 500 as a repeating unit,
Figure 112022090415760-pat00031
Figure 112022090415760-pat00032
Figure 112022090415760-pat00033
Figure 112022090415760-pat00034

<Formula 2>
Figure 112022090415760-pat00055

In Formula 2, R is any one of a straight-chain or branched-chain alkylene group, a straight-chain or branched-chain alkylene group containing an oxygen atom, or an arylene group.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 2에서 R은 하기 화학식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법:
-(CH2)m-,
-(CH2)m-O-(CH2)l-,
-CH2-O-(CH2)4-O-CH2-
Figure 112022090415760-pat00036

Figure 112022090415760-pat00037

Figure 112022090415760-pat00038

Figure 112022090415760-pat00039

여기서, m 및 l은 동일하거나 상이하고 각각 1 내지 6의 정수이고, n은 1 내지 10000 사이의 정수이다.
The method of claim 1,
Method for preparing an intrinsic microporous polymer-based cross-linked polymeric film, characterized in that R in Formula 2 is any one of the following formulas:
-(CH 2 ) m -,
-(CH 2 ) m -O-(CH 2 ) l -,
-CH 2 -O-(CH 2 ) 4 -O-CH 2 -
Figure 112022090415760-pat00036

Figure 112022090415760-pat00037

Figure 112022090415760-pat00038

Figure 112022090415760-pat00039

Here, m and l are the same or different and are each an integer from 1 to 6, and n is an integer from 1 to 10000.
청구항 1에 있어서,
상기 용매는 테트라하이드로퓨란(THF), N-메틸피롤리돈(NMP), 다이메틸 설폭사이드(DMSO), 다이메틸포름아미드(DMF) 및 다이메틸아세트아미드(DMAc)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법.
The method of claim 1,
The solvent is 1 selected from the group consisting of tetrahydrofuran (THF), N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF) and dimethylacetamide (DMAc). A method for producing an intrinsic microporous polymer-based cross-linked polymeric membrane, characterized in that it is more than species.
청구항 1에 있어서,
상기 막을 가교하는 가교중합막 제조단계는 하기 반응식 1의 반응을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막의 제조방법:
<반응식 1>
Figure 112020116120883-pat00040

상기 반응식 1에서 n은 반복단위로 10 내지 500의 정수이고, R은 직쇄 또는 측쇄 형태의 알킬렌기, 직쇄 또는 측쇄 형태의 산소원자를 포함하는 알킬렌기, 또는 아릴렌기 중 어느 하나이다.
The method of claim 1,
Method for preparing an intrinsic microporous polymer-based crosslinked polymeric film, characterized in that the step of preparing the crosslinked polymeric film for crosslinking the film is performed through the reaction of Scheme 1 below:
<Scheme 1>
Figure 112020116120883-pat00040

In Scheme 1, n is a repeating unit and an integer of 10 to 500, and R is any one of a straight-chain or branched-chain alkylene group, a straight-chain or branched-chain alkylene group containing an oxygen atom, or an arylene group.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물의 단독 중합체, 공중합체 또는 이를 하나 이상 포함하는 혼합물이 하기 화학식 2의 화학구조를 가지는 가교제와 반응을 통하여 가교되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막:
<화학식 1>
Figure 112022090415760-pat00041

상기 화학식 1에서 X는 하기 X1 내지 X17로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
Figure 112022090415760-pat00042
Figure 112022090415760-pat00043
Figure 112022090415760-pat00044
Figure 112022090415760-pat00045

<화학식 2>
Figure 112022090415760-pat00056

상기 화학식 2에서 R은 직쇄 또는 측쇄 형태의 알킬렌기, 직쇄 또는 측쇄 형태의 산소원자를 포함하는 알킬렌기, 또는 아릴렌기 중 어느 하나이다.
Intrinsic microporous polymer-based cross-linking polymeric membrane, characterized in that a homopolymer, copolymer, or a mixture containing one or more of the compounds represented by Formula 1 is cross-linked through a reaction with a cross-linking agent having the chemical structure of Formula 2 below. :
<Formula 1>
Figure 112022090415760-pat00041

In Formula 1, X is any one selected from the group consisting of the following X1 to X17,
Figure 112022090415760-pat00042
Figure 112022090415760-pat00043
Figure 112022090415760-pat00044
Figure 112022090415760-pat00045

<Formula 2>
Figure 112022090415760-pat00056

In Formula 2, R is any one of a straight-chain or branched-chain alkylene group, a straight-chain or branched-chain alkylene group containing an oxygen atom, or an arylene group.
삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 화학식 2에서 R은 하기 화학식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막:
-(CH2)m-,
-(CH2)m-O-(CH2)l-,
-CH2-O-(CH2)4-O-CH2-
Figure 112022090415760-pat00047

Figure 112022090415760-pat00048

Figure 112022090415760-pat00049

Figure 112022090415760-pat00050

여기서, m 및 l은 동일하거나 상이하고 각각 1 내지 6의 정수이고, n은 1 내지 10000 사이의 정수이다.
The method of claim 6,
In Formula 2, R is an intrinsic microporous polymer-based cross-linked polymer film, characterized in that any one of the following formulas:
-(CH 2 ) m -,
-(CH 2 ) m -O-(CH 2 ) l -,
-CH 2 -O-(CH 2 ) 4 -O-CH 2 -
Figure 112022090415760-pat00047

Figure 112022090415760-pat00048

Figure 112022090415760-pat00049

Figure 112022090415760-pat00050

Here, m and l are the same or different and are each an integer from 1 to 6, and n is an integer from 1 to 10000.
청구항 6에 있어서,
상기 가교중합막은 기체 분리막인 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막.
The method of claim 6,
The cross-linked polymeric membrane is an intrinsic microporous polymer-based cross-linked polymeric membrane, characterized in that the gas separation membrane.
청구항 9에 있어서,
상기 기체분리막은 수소와 질소의 혼합기체에서 수소를 분리하거나 산소와 질소의 혼합기체에서 산소를 분리하는 기체 분리막인 것을 특징으로 하는 내재적 마이크로 기공성 고분자 기반 가교중합막.
The method of claim 9,
The gas separation membrane is an intrinsic microporous polymer-based cross-linking polymeric membrane, characterized in that the gas separation membrane separates hydrogen from a mixed gas of hydrogen and nitrogen or separates oxygen from a mixed gas of oxygen and nitrogen.
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