| 主权项 |
1.一种质子传导性膜,其特征为:将包括含酸基之含 氧构造体的质子传导性构造体()充填于有机无 机复合构造体构成之支持体()内所构成,该有机 无机复合构造体构成之支持体()具有金属-氧键 形成之交联构造且该交联构造内部形成之空孔系 连续相连之具连续细孔构造。 2.如申请专利范围第1项之质子传导性膜,其中前述 有机无机复合构造体()中金属原子与碳原子之 原子数比率为2:1~1:25之范围内。 3.如申请专利范围第1项或第2项之质子传导性膜, 其中:前述有机无机复合构造体()中之金属原子 为矽原子。 4.如申请专利范围第1项之质子传导性膜,其中:前 述连续细孔构造中之空孔率为由有机无机复合构 造体()所构成支持体之20~95容量%。 5.如申请专利范围第1项之质子传导性膜,其中:上 述质子传导性膜中,前述空孔之孔径为0.01~10m。 6.如申请专利范围第1项之质子传导性膜,其中前述 有机无机复合构造体()至少含有以下式(1): (其中,式中,M表示矽原子,X表示与交联有关之-O-键 结或OH基,R1表示碳数1~50之含碳原子分子链,R2表示 甲基、乙基、丙基或苯基,n1、n2为0、1或2,且n1、n2 至少之一为1或2)所示之构造体。 7.如申请专利范围第6项之质子传导性膜,其中:上 述质子传导性膜中,以前述式(1)所示之有机无机复 合构造体()中与交联相关之X基数系以下数学式( II)表示: (其中,式中,P表示有机无机复合构造体()中所含 与化学式(1)相当之化合物种类,为1以上之整数,又, i表示1~P之整数,n1i、n2i在有机无机复合构造体() i中,上述式(1)中表示n1、n2,为0、1或2,且n1i、n2i至 少之一为1或2,mi表示莫耳分率。) 8.如申请专利范围第7项之质子传导性膜,其中:上 述数学式(II)中a = 3.0。 9.如申请专利范围第1项之质子传导性膜,其中:质 子传导性构造体()具有金属-氧构成之交联构造, 且含以下式(3)表示之含酸基构造体(A): (其中,式中,M表示矽原子,X表示与交联有关之-O-键 结或OH基,R3表示至少具有一个酸基之分子链,R4表 示甲基、乙基、丙基或苯基任一基,m表示0、1或2) 。 10.如申请专利范围第9项之质子传导性膜,其中,式( 3)中R3为下式(12)所示构造: -(CH2)n-SO3H (12) (式中,n为1~20之整数)。 11.如申请专利范围第9项之质子传导性膜,其中:质 子传导性构造体()除式(3)所示含酸基构造体以 外,含有以金属-氧键结与式(3)构造体键结之金属- 氧键结构造体(B)。 12.如申请专利范围第11项之质子传导性膜,其中:金 属-氧键结构造体(B)含有下式所示有机无机复合构 造体(2): (其中,式中,M表示矽原子,X表示与交联有关之-O-键 结或羟基,R1表示碳数1~50之含碳分子链,R2表示甲基 、乙基、丙基或苯基任一基,n1、n2表示0、1或2)。 13.如申请专利范围第11项之质子传导性膜,其中:金 属-氧键结构造体(B)含有下式(6)所示构造体: M(R2)m(X)4-m (6) (其中,式中,M表示金属原子,X表示与交联有关之-O- 键结或羟基,R2表示甲基、乙基、丙基或苯基任一 基,m表示0、1或2)。 14.如申请专利范围第13项之质子传导性膜,其中,式 (6)中M表示矽原子。 15.如申请专利范围第13项之质子传导性膜,其中,式 (6)中m为0。 16.一种质子传导性膜之制造方法,其特征为:有机 无机复合体()系藉由包括调制含末端具交联性 矽烷基及与其共价键结碳原子之有机无机复合交 联性化合物(C)混合物之制程,及将该混合物成膜之 制程,及将含该已成膜混合物之交联性矽烷基水解 及/或缩合之制程的方法制造。 17.如专利申请范围第16项之质子传导性膜之制造 方法,其中,前述有机无机复合交联性化合物(C)系 以下式(4)表示: (式中,M为矽原子,R1表示碳数1~50之含碳原子分子链 ,R2表示甲基、乙基、丙基或苯基任一者,R5表示氯 、OH、OCH3、OC2H5、OC3H7、OC4H9、OC6H5、OCOCH3基等任 一者,n1、n2为0、1或2,且n1、n2至少之一表示1或2)。 18.如专利申请范围第17项之质子传导性膜之制造 方法,其中,前述式(4)所示有机无机复合交联性化 合物(C)之水解性基数系以如下数学式(II)表示: (其中,式中,P表示有机无机复合交联性化合物(C)之 种类数,为1以上之整数,且i表示1~P之整数,n1i、n2i 为有机无机复合交联性化合物(C)i中上述式(4)中表 示n1、n2,为0、1或2,且n1i、n2i至少之一为1或2,mi表 示莫耳分率。) 19.如专利申请范围第18项之质子传导性膜之制造 方法,其中前述数学式(II)中a=3.0。 20.如专利申请范围第16项之质子传导性膜之制造 方法,其中:尚含有添加触媒之制程,系调整添加之 触媒量以使对前述有机无机复合交联性化合物(C) 中之交联性矽烷基存在0.1~1.5当量之水。 21.如专利申请范围第16项之质子传导性膜之制造 方法,其中:于前述有机无机复合交联性化合物(C) 中之交联性矽烷基水解时,使用布朗司台德酸作为 触媒。 22.如专利申请范围第16项之质子传导性膜之制造 方法,其中:尚含有将前述有机无机复合交联性化 合物(C)与对有机无机复合交联性化合物(C)固体成 分为0.5~10ml/g量之溶剂混合之制程。 23.一种质子传导性膜之制造方法,系藉由含有在申 请专利范围第1项之质子传导性膜中,于该有机无 机复合构造体()中,至少充填含交联性矽烷基与 酸基之含酸基化合物(D)之混合物,再将所充填之混 合物中所含之交联性矽烷基水解及/或缩合,以于 有机无机复合构造体()内部形成质子传导性构 造体()交联构造之制程的方法制造。 24.如专利申请范围第23项之质子传导性膜之制造 方法,其中前述含酸基化合物(D)具有下式(7)所示之 构造: (7) (其中,式中R6:OH、OCH3、OC2H5、OC3H任一者,R3:至少具 有一个酸基之分子链,R4:甲基、乙基、丙基或苯基 任一者,m表示0、1或2)。 25.如专利申请范围第23项之质子传导性膜之制造 方法,其中:前述含酸基化合物(D)具有下式(8)所示 之构造: (8) (其中,式中R3:至少具有一个酸基之分子链 R7为择自H、CH3、C2H5、C3H7、C4H9及C6H5所构成群之基 ,亦可为由部分-Si键结所形成之分支构造或具有分 子内环状构造; R8、R9、R10、R11:为择自R3、OH、OCH3、OC2H5、OC3H7、OC 4H9、OC6H5、CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C6H5所构成群之基, 亦可为由部分-OSi键结所形成之分支构造或具有分 子内环状构造; n:1~50之整数 t:1~50之整数 n+t≦100, 又,n、t亦可为具有相同或相异値之化合物集合体 。) 26.如专利申请范围第24项或第25项之质子传导性膜 之制造方法,其中:式(7)或式(8)中,R3为下式(12)所示 之构造: -(CH2)n-SO3H (12) (式中,n为1~20之整数。) 27.如专利申请范围第23项之质子传导性膜之制造 方法,其中:充填于前述有机无机复合体构造体() 中之混合物除交联性矽烷基及含酸基之酸基含有 化合物(D)以外,尚含有以下式(16)表示之交联性化 合物(F): M (R2)m (R5)4-m (16) (其中式中,M:金属原子 R5:OH、OCH3、OC2H5、OC3H7、OC4H9、OC6H5、Cl、OCOCH3基中 任一者, R2:甲基、乙基、丙基或苯基中任一者, m表示0.1或2。) 28.一种质子传导性膜之制造方法,其特征为:其制 造方法含有于该有机无机复合构造体()中充填 至少含有可转换为交联性矽烷基与酸基之酸先驱 物基之含酸基先驱物化合物(E)的混合物,并使已充 填混合物之混合物中所含交联性矽烷基水解及/或 缩合,以形成交联构造之制程,以及将含酸基先驱 物化合物(E)中之酸基先驱物进行氧化处理及/或水 解形成酸基,以形成有机无机复合构造体()内部 之具酸基质子传导性构造体()的制程。 29.如专利申请范围第28项之质子传导性膜之制造 方法,其中:前述含酸基先驱物化合物(E)具有下式( 17)所示构造: (17) (其中,式中,R12:OH、OCH3、OC2H5、OC3H7之基中任一者, R13:至少具有一个酸基先驱物之分子链, R4:甲基、乙基、丙基或苯基中任一者, m表示0、1或2)。 30.如专利申请范围第28项之质子传导性膜之制造 方法,其中前述含酸基先驱物化合物(E)具有下述化 学式(13)所示构造: (13) (其中,式中R13:至少具有一个酸基先驱物之分子链, R7:择自由H、CH3、C2H5、C3H7、C4H9及C6H5所构成群之 基,亦可为由部分-Si键结所形成之分支构造或具有 分子内环状构造; R8、R9、R10、R11择自由R13、OH、OCH3、OC2H5、OC3H7、OC 4H9、OC6H5、CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C6H5所构成群之基, 亦可为由部分-OSi键结所形成之分支构造或具有分 子内环状构造; n:1~50之整数 t:1~50之整数 n+t≦100, 又,n、t亦可为具有相同或相异値之化合物集合体 。) 31.如专利申请范围第20项或第30项中任一项之质子 传导性膜之制造方法,其中:式(13)或式(17)中,R3为下 式(15)所示之构造: -(CH2)n-SH (15) (式中,n为1~20之整数。) 32.如专利申请范围第28项之质子传导性膜之制造 方法,其中充填于有机无机复合构造体()中之质 子传导性构造体()除含酸基先驱物化合物(E)以 外,尚含有以下式(14)所示之交联性化合物(F): M (R2)m (R6)4-m (14) (其中,式中,M为金属原子, R6:OH、OCH3、OC2H5、OC3H7、OC4H9、OC6H5、Cl、OCOCH3之基 中任一者; R2:甲基、乙基、丙基或苯基中任一者; m表示0、1或2)。 33.一种燃料电池,其特征在于:使用申请专利范围 第1项至15项中任一项之质子传导性膜。 图式简单说明: 第1图表示使用本发明质子传导性膜一例之燃料电 池其电压-电流曲线图。 第2图表示使用本发明质子传导性膜另一例之燃料 电池其电压-电流曲线图。 |
