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具可調變孔隙之奈米複合質子半透膜製造方法
專利名稱 具可調變孔隙之奈米複合質子半透膜製造方法
申請日 (校編號) 2006/10/20  (095037TW)
專利證書號 I343144 中華民國
專利權人 國立中央大學
發明人 諸柏仁、吳千舜


技術摘要:
一種具可調變孔隙之奈米複合質子半透膜製造方法,係在磺酸化聚二醚酮高分子溶液中,對帶有鹼基矽烷(silane)之前驅物進行原位聚合(in-situ polymerization)形成具有酸/鹼配對的有機/無機奈米複合薄膜。由於具有鹼性官能基的矽烷會與高分子磺酸化聚二醚酮作用形成高度相容之均質體,水解及縮合反應生成官能基化的二氧化矽(Silica,SiO2)無機奈米粒子高度均勻分散於高分子薄膜中,輕易解決相分離的問題。另由於鹼基之鹼度,影響最終二氧化矽粒子的分散及大小,經由鹼基及原位聚合條件,可調控出不同粒徑大小的二氧化矽,達可調變質子傳導孔隙目的。

解決的問題或達成的功效:
本發明係提供一種具可調變孔隙之奈米複合質子半透膜製造方法,特別是有關使用具鹼基官能基之矽烷以原位聚合方式製備質子傳導複合高分子質子交換膜。該方法輕易克服了傳統方法中利用混摻方式所造成薄膜的相分離問題。

應用領域:
做為質子交換膜燃料電池的質子傳導膜,需具備有高質子導電度及低甲醇滲透性。但對於一般以水來傳遞質子的質子傳導膜(ex.Nafion)雖有很高的質子導電度,卻在甲醇溶液中卻有很高的膨潤性,導致在電池操作時有嚴重的甲醇滲透現象(Methanol cross-over),使燃料電池的效率下降。即製作出同時具有高導電度及低甲醇膨潤性的質子傳導膜,將是本研究將克服之重點之一。

適用產品:
化合物製備

IPC:
H01M-008/10(2016.01);
H01M-008/10(2006.01);C08J-005/22(2006.01)

Claim 1:
1.一種具可調變孔隙之奈米複合質子半透膜製造方法,包括:(a)取10wt% SPEEK高分子溶液,並依序加入Pyrrolidone silane、Tetraethyl orthosilicate(TEOS)及去離子水,高分子溶液與去離子水的重量比例為1g/0.1g,於室溫下攪拌均勻;(b)將(a)中的物質加入電解質高分子之基材高分子溶液中,置於25℃~80℃的油浴鍋中,開始攪拌並反應12~48小時進行原位聚合(in-situ),成為奈米級結晶粒子;(c)置入60~90℃的真空烘箱中成膜後,再升高溫度並抽真空移除殘餘的溶劑;(d)將所獲得的薄膜,經過酸洗及水洗程序即完成。

相關圖片:
     
 
     
 
     
 
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