Synthesis and characterization of charged porous network polymers

Abstract

본 연구에서는 양이온성 골격과 음이온이 반대이온으로 구성된 결정성 다공성 유기 고분자 구조체를 열역학적 제어 없이 합성, 새로운 개념의 이온성 공유 결합 유기 고분자 (Ionic Covalent Organic Polymers, 이하 i-COPs)를 구현하였다. 본 물질은 서로 다른 용매 및 온도 조건에서 합성되었으며, XRD와 SEM 분석을 통해 구조적의 규칙성과 형상을 규명하였다. RAMAN 분석을 통하여 본 i-COP이 이차원의 판막 구조를 보임을 확인하였고, 열무게중량법 (TGA)로써 고분자의 열적 내구성 및 수분의 함유 정도를 확인하였다. FTIR에서 확인된 피리듐의 진동 밴드는 이러한 수분의 존재 여부와 관계성이 있음을 알 수 있었다. 본 i-COP은 주 사슬이 밀집된 형상을 보이지 않음에 따라 낮은 비표면적을 나타내었고, 낮은 수준의 이산화탄소 가스 흡착능을 보였다. 이 i-COP의 브롬 음이온은 다른 음이온으로 이온 교환이 가능하여, 다른 음이온이 결합된 고분자는 새로운 물리화학적 특성을 나타내므로 향후 다양한 응용 분야에 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 네트워크 형상에 i-COP은 그 특유의 이온성을 인하여 손쉽게 분말 상태에서 용액 상태로 변환시킬 수 있어 높은 가공성을 보인다.