JP2006344589A - Polyelectrolyte and its manufacturing method, electrode for fuel cell, and electrode membrane assembly as well as fuel cell - Google Patents
Polyelectrolyte and its manufacturing method, electrode for fuel cell, and electrode membrane assembly as well as fuel cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006344589A JP2006344589A JP2006134833A JP2006134833A JP2006344589A JP 2006344589 A JP2006344589 A JP 2006344589A JP 2006134833 A JP2006134833 A JP 2006134833A JP 2006134833 A JP2006134833 A JP 2006134833A JP 2006344589 A JP2006344589 A JP 2006344589A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- general formula
- polymer
- polymer electrolyte
- divalent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 51
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 title abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 75
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 45
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims abstract description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 114
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims description 86
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 30
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 17
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 17
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 claims description 11
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010534 nucleophilic substitution reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 9
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 9
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 8
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 108010025435 Permacol Proteins 0.000 claims description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 238000007339 nucleophilic aromatic substitution reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 2
- -1 difluoromethylene group Chemical group 0.000 description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 description 49
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 41
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 32
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- 125000004419 alkynylene group Chemical class 0.000 description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- GPAPPPVRLPGFEQ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 GPAPPPVRLPGFEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 7
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 7
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 6
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 6
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 6
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 6
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 6
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 description 5
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 150000001408 amides Chemical group 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 5
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NXXYKOUNUYWIHA-UHFFFAOYSA-N 2,6-Dimethylphenol Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1O NXXYKOUNUYWIHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-sulfonyldiphenol Chemical class C1=CC(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C=C1 VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 125000001951 carbamoylamino group Chemical group C(N)(=O)N* 0.000 description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 4
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 4
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 4
- AQRLNPVMDITEJU-UHFFFAOYSA-N triethylsilane Chemical compound CC[SiH](CC)CC AQRLNPVMDITEJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical group CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=N1 OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005727 Friedel-Crafts reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 3
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N but-2-ene Chemical group CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001983 dialkylethers Chemical class 0.000 description 3
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 3
- 125000005677 ethinylene group Chemical group [*:2]C#C[*:1] 0.000 description 3
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 125000004817 pentamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 125000006410 propenylene group Chemical group 0.000 description 3
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-O tributylazanium Chemical compound CCCC[NH+](CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002030 1,2-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:1])=C([*:2])C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 125000001989 1,3-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:1])=C([H])C([*:2])=C1[H] 0.000 description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004958 1,4-naphthylene group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 description 2
- JYYNAJVZFGKDEQ-UHFFFAOYSA-N 2,4-Dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=NC(C)=C1 JYYNAJVZFGKDEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SGWZVZZVXOJRAQ-UHFFFAOYSA-N 2,6-Dimethyl-1,4-benzenediol Chemical compound CC1=CC(O)=CC(C)=C1O SGWZVZZVXOJRAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005732 2,6-difluoro-1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C(F)C([*:1])=C(F)C([H])=C1[*:2] 0.000 description 2
- VJIDDJAKLVOBSE-UHFFFAOYSA-N 2-ethylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCC1=CC(O)=CC=C1O VJIDDJAKLVOBSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 2-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC=N1 BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YMTYZTXUZLQUSF-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dimethylbisphenol A Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(C(C)(C)C=2C=C(C)C(O)=CC=2)=C1 YMTYZTXUZLQUSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKNQCJSGGFJEIZ-UHFFFAOYSA-N 4-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=NC=C1 FKNQCJSGGFJEIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 2
- XJUZRXYOEPSWMB-UHFFFAOYSA-N Chloromethyl methyl ether Chemical compound COCCl XJUZRXYOEPSWMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N Dimethyl sulfide Chemical compound CSC QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229910002845 Pt–Ni Inorganic materials 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000001346 alkyl aryl ethers Chemical class 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004397 aminosulfonyl group Chemical group NS(=O)(=O)* 0.000 description 2
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMHDGJOMLMDPJN-UHFFFAOYSA-N biphenyl-2,2'-diol Chemical group OC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1O IMHDGJOMLMDPJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- QARVLSVVCXYDNA-UHFFFAOYSA-N bromobenzene Chemical compound BrC1=CC=CC=C1 QARVLSVVCXYDNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229940061627 chloromethyl methyl ether Drugs 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 125000002993 cycloalkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- PFBUKDPBVNJDEW-UHFFFAOYSA-N dichlorocarbene Chemical group Cl[C]Cl PFBUKDPBVNJDEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N diphenyl sulfone Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006459 hydrosilylation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N isoquinoline Chemical compound C1=NC=CC2=CC=CC=C21 AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- XLSZMDLNRCVEIJ-UHFFFAOYSA-N methylimidazole Natural products CC1=CNC=N1 XLSZMDLNRCVEIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylacetamide Chemical compound CCN(CC)C(C)=O AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N phosphonic acid group Chemical group P(O)(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 2
- 229920005649 polyetherethersulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 2
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 2
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- 125000000565 sulfonamide group Chemical group 0.000 description 2
- 125000002130 sulfonic acid ester group Chemical group 0.000 description 2
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N sulfonyldimethane Chemical compound CS(C)(=O)=O HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008053 sultones Chemical class 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- CNHDIAIOKMXOLK-UHFFFAOYSA-N toluquinol Chemical compound CC1=CC(O)=CC=C1O CNHDIAIOKMXOLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N trimethyl orthoformate Chemical compound COC(OC)OC PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- SEPPVOUBHWNCAW-FNORWQNLSA-N (E)-4-oxonon-2-enal Chemical compound CCCCCC(=O)\C=C\C=O SEPPVOUBHWNCAW-FNORWQNLSA-N 0.000 description 1
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQONPSCCEXUXTQ-UHFFFAOYSA-N 1,2-dibromobenzene Chemical compound BrC1=CC=CC=C1Br WQONPSCCEXUXTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1 ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRSXICBKOPODSP-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(chloromethoxy)butane Chemical compound ClCOCCCCOCCl RRSXICBKOPODSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWJPEBQEEAHIGZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-dibromobenzene Chemical compound BrC1=CC=C(Br)C=C1 SWJPEBQEEAHIGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YUMNZEWYPUBSQA-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethoxy)octane Chemical compound CCCCCCCCOCCl YUMNZEWYPUBSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSSXJPIWXQTSIX-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1Br QSSXJPIWXQTSIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJIFKOVZNJTSGO-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(Br)=C1 WJIFKOVZNJTSGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZBTMRBYMKUEVEU-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-4-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(Br)C=C1 ZBTMRBYMKUEVEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBSQPLPBRSHTTG-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1Cl IBSQPLPBRSHTTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSOUNOBYRMOXQQ-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(Cl)=C1 OSOUNOBYRMOXQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VKRJVJZWDJDJBX-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-4-(chloromethoxy)butane Chemical compound ClCCCCOCCl VKRJVJZWDJDJBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDMOEFOXLIZJOW-UHFFFAOYSA-N 1-dodecanesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCS(O)(=O)=O LDMOEFOXLIZJOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PLVUIVUKKJTSDM-UHFFFAOYSA-N 1-fluoro-4-(4-fluorophenyl)sulfonylbenzene Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(F)C=C1 PLVUIVUKKJTSDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- MQCPOLNSJCWPGT-UHFFFAOYSA-N 2,2'-Bisphenol F Chemical compound OC1=CC=CC=C1CC1=CC=CC=C1O MQCPOLNSJCWPGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQXNNWDXHFBFEB-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(2-hydroxyphenyl)propane Chemical compound C=1C=CC=C(O)C=1C(C)(C)C1=CC=CC=C1O MQXNNWDXHFBFEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQTCQNIPQMJNTI-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpropan-1-one Chemical group CC(C)(C)[C]=O YQTCQNIPQMJNTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUFZRCJENRSRLY-UHFFFAOYSA-N 2,3,5-trimethylhydroquinone Chemical compound CC1=CC(O)=C(C)C(C)=C1O AUFZRCJENRSRLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXACMLUKSUUZIQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-diethylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCC1=C(O)C=CC(O)=C1CC MXACMLUKSUUZIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZDIUKPBJDYTOM-UHFFFAOYSA-N 2,5-diethylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCC1=CC(O)=C(CC)C=C1O YZDIUKPBJDYTOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPASWZHHWPVSRG-UHFFFAOYSA-N 2,5-dimethylbenzene-1,4-diol Chemical compound CC1=CC(O)=C(C)C=C1O GPASWZHHWPVSRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEAGIQDVKKVLEI-UHFFFAOYSA-N 2,6-dibromo-4-(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)phenol Chemical group C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1=CC(Br)=C(O)C(Br)=C1 IEAGIQDVKKVLEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXHYVVAUHMGCEX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyphenoxy)phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1OC1=CC=CC=C1O VXHYVVAUHMGCEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLDLRWQLBOJPEB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyphenyl)sulfanylphenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1SC1=CC=CC=C1O BLDLRWQLBOJPEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical class CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COUPIEJZJAWTGV-UHFFFAOYSA-N 2-[2,5-di(propan-2-yl)phenyl]phenol Chemical compound CC(C)c1ccc(C(C)C)c(c1)-c1ccccc1O COUPIEJZJAWTGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWEJAVUADXREGK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,6-di(propan-2-yl)phenyl]phenol Chemical compound CC(C)c1cccc(C(C)C)c1-c1ccccc1O VWEJAVUADXREGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 2-amino-1-(2-fluorophenyl)ethanol Chemical compound NCC(O)C1=CC=CC=C1F MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQJZHMCWDKOPQG-UHFFFAOYSA-N 2-anilino-2-oxoacetic acid Chemical class OC(=O)C(=O)NC1=CC=CC=C1 PQJZHMCWDKOPQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJGXLSPAKXWJGN-UHFFFAOYSA-N 2-bromo-4-(3-bromo-4-hydroxyphenyl)phenol Chemical group C1=C(Br)C(O)=CC=C1C1=CC=C(O)C(Br)=C1 RJGXLSPAKXWJGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004974 2-butenyl group Chemical group C(C=CC)* 0.000 description 1
- XRCRJFOGPCJKPF-UHFFFAOYSA-N 2-butylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCCCC1=CC(O)=CC=C1O XRCRJFOGPCJKPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YNPLORZIQIQXAL-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-(3-chloro-4-hydroxyphenyl)phenol Chemical group C1=C(Cl)C(O)=CC=C1C1=CC=C(O)C(Cl)=C1 YNPLORZIQIQXAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWDGALQKQJSBKU-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-(3-chloro-4-hydroxyphenyl)sulfonylphenol Chemical compound C1=C(Cl)C(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C(Cl)=C1 PWDGALQKQJSBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YWRDGHPJNOGFFM-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-[(3-chloro-4-hydroxyphenyl)methyl]phenol Chemical compound C1=C(Cl)C(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C(Cl)=C1 YWRDGHPJNOGFFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBQRPFBBTWXIFI-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-[2-(3-chloro-4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound C=1C=C(O)C(Cl)=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C(Cl)=C1 XBQRPFBBTWXIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004182 2-chlorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(Cl)=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- BXUOVJDNORSWHO-UHFFFAOYSA-N 2-decylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCCCCCCCCCC1=CC(O)=CC=C1O BXUOVJDNORSWHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXGQXNQNMPUWNP-UHFFFAOYSA-N 2-fluoro-4-(3-fluoro-4-hydroxyphenyl)phenol Chemical group C1=C(F)C(O)=CC=C1C1=CC=C(O)C(F)=C1 OXGQXNQNMPUWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLPQUCKLVZXJEH-UHFFFAOYSA-N 2-fluoro-4-[2-(3-fluoro-4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound C=1C=C(O)C(F)=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C(F)=C1 KLPQUCKLVZXJEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOUJHHZNUIXAEX-UHFFFAOYSA-N 2-hexylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCCCCCC1=CC(O)=CC=C1O NOUJHHZNUIXAEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- QKPVEISEHYYHRH-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyacetonitrile Chemical compound COCC#N QKPVEISEHYYHRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWKFPIODWVPXLX-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-5-methylpyridine Natural products CC1=CC=C(C)N=C1 XWKFPIODWVPXLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZXILYOBAFPJNS-UHFFFAOYSA-N 2-octylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCCCCCCCC1=CC(O)=CC=C1O ZZXILYOBAFPJNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- NJRNUAVVFBHIPT-UHFFFAOYSA-N 2-propylbenzene-1,4-diol Chemical compound CCCC1=CC(O)=CC=C1O NJRNUAVVFBHIPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001494 2-propynyl group Chemical group [H]C#CC([H])([H])* 0.000 description 1
- YCYDXOVJXVALHY-UHFFFAOYSA-N 3,3',5,5'-tetrachlorobiphenyl-4,4'-diol Chemical group C1=C(Cl)C(O)=C(Cl)C=C1C1=CC(Cl)=C(O)C(Cl)=C1 YCYDXOVJXVALHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKNCVRMXCLUOJI-UHFFFAOYSA-N 3,3'-dibromobisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C(Br)=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C(Br)=C1 CKNCVRMXCLUOJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one Chemical compound CN1CCOC1=O VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 3-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CN=C1 ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWGKEVWFBOUAND-UHFFFAOYSA-N 4,4'-thiodiphenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1SC1=CC=C(O)C=C1 VWGKEVWFBOUAND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVJYEKJHGWTPNA-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-difluoro-4-hydroxyphenyl)-2,6-difluorophenol Chemical group C1=C(F)C(O)=C(F)C=C1C1=CC(F)=C(O)C(F)=C1 PVJYEKJHGWTPNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSTITJMSUGCZDH-UHFFFAOYSA-N 4-(4-hydroxy-2,6-dimethylphenyl)-3,5-dimethylphenol Chemical group CC1=CC(O)=CC(C)=C1C1=C(C)C=C(O)C=C1C XSTITJMSUGCZDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUGKVYDVIGOPSI-UHFFFAOYSA-N 4-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-2-methylphenol Chemical group C1=C(O)C(C)=CC(C=2C=C(C)C(O)=CC=2)=C1 WUGKVYDVIGOPSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTEGBRKTHOUETR-UHFFFAOYSA-N 4-(4-hydroxy-3-methylphenyl)sulfonyl-2-methylphenol Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(S(=O)(=O)C=2C=C(C)C(O)=CC=2)=C1 XTEGBRKTHOUETR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NZGQHKSLKRFZFL-UHFFFAOYSA-N 4-(4-hydroxyphenoxy)phenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1OC1=CC=C(O)C=C1 NZGQHKSLKRFZFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPDACUSDTOMAMK-UHFFFAOYSA-N 4-Chlorotoluene Chemical compound CC1=CC=C(Cl)C=C1 NPDACUSDTOMAMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001999 4-Methoxybenzoyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1OC([H])([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- AZZWZMUXHALBCQ-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)methyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(CC=2C=C(C)C(O)=C(C)C=2)=C1 AZZWZMUXHALBCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CIIUIRUKNKELEO-UHFFFAOYSA-N 4-[2,5-di(propan-2-yl)phenyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC(C)C1=CC=C(C(C)C)C(C=2C=C(C)C(O)=C(C)C=2)=C1 CIIUIRUKNKELEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GMUJUBJRFLEAQV-UHFFFAOYSA-N 4-[2,5-di(propan-2-yl)phenyl]-2-methylphenol Chemical compound OC1=C(C=C(C=C1)C1=C(C=CC(=C1)C(C)C)C(C)C)C GMUJUBJRFLEAQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFAPAUDMILQRBD-UHFFFAOYSA-N 4-[2,6-di(propan-2-yl)phenyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC=1C=C(C=C(C1O)C)C1=C(C=CC=C1C(C)C)C(C)C GFAPAUDMILQRBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZULNKRMJOZOUND-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(3,5-difluoro-4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]-2,6-difluorophenol Chemical compound C=1C(F)=C(O)C(F)=CC=1C(C)(C)C1=CC(F)=C(O)C(F)=C1 ZULNKRMJOZOUND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODJUOZPKKHIEOZ-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propan-2-yl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(C(C)(C)C=2C=C(C)C(O)=C(C)C=2)=C1 ODJUOZPKKHIEOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOCGGVRGNIEDSZ-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical compound C=1C=C(O)C(CC=C)=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 WOCGGVRGNIEDSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004172 4-methoxyphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(OC([H])([H])[H])=C([H])C([H])=C1* 0.000 description 1
- LLBZPESJRQGYMB-UHFFFAOYSA-N 4-one Natural products O1C(C(=O)CC)CC(C)C11C2(C)CCC(C3(C)C(C(C)(CO)C(OC4C(C(O)C(O)C(COC5C(C(O)C(O)CO5)OC5C(C(OC6C(C(O)C(O)C(CO)O6)O)C(O)C(CO)O5)OC5C(C(O)C(O)C(C)O5)O)O4)O)CC3)CC3)=C3C2(C)CC1 LLBZPESJRQGYMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GIXXQTYGFOHYPT-UHFFFAOYSA-N Bisphenol P Chemical compound C=1C=C(C(C)(C)C=2C=CC(O)=CC=2)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 GIXXQTYGFOHYPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBOPFIJMGQLIEH-UHFFFAOYSA-N CC=1C=C(C=CC1O)C1=C(C=CC=C1C(C)C)C(C)C Chemical compound CC=1C=C(C=CC1O)C1=C(C=CC=C1C(C)C)C(C)C JBOPFIJMGQLIEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920001651 Cyanoacrylate Polymers 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWCLLHOVUTZFKS-UHFFFAOYSA-N Methyl cyanoacrylate Chemical compound COC(=O)C(=C)C#N MWCLLHOVUTZFKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N N-methylcaprolactam Chemical compound CN1CCCCCC1=O ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910002839 Pt-Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002848 Pt–Ru Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018883 Pt—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002787 Ru-Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002793 Ru–Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYPYTERUKNKOLP-UHFFFAOYSA-N Tetrachlorobisphenol A Chemical compound C=1C(Cl)=C(O)C(Cl)=CC=1C(C)(C)C1=CC(Cl)=C(O)C(Cl)=C1 KYPYTERUKNKOLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 125000000738 acetamido group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)N([H])[*] 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000004442 acylamino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 1
- BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N allyl bromide Chemical compound BrCC=C BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002490 anilino group Chemical group [H]N(*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 125000001769 aryl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 150000003819 basic metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 125000003236 benzoyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 125000001231 benzoyloxy group Chemical group C(C1=CC=CC=C1)(=O)O* 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- YOUGRGFIHBUKRS-UHFFFAOYSA-N benzyl(trimethyl)azanium Chemical compound C[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 YOUGRGFIHBUKRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDKBVBUGCNGSJJ-UHFFFAOYSA-M benzyltrimethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 NDKBVBUGCNGSJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N biphenyl-4,4'-diol Chemical group C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=C(O)C=C1 VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004106 butoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- ZOAIGCHJWKDIPJ-UHFFFAOYSA-M caesium acetate Chemical compound [Cs+].CC([O-])=O ZOAIGCHJWKDIPJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- FCYRSDMGOLYDHL-UHFFFAOYSA-N chloromethoxyethane Chemical compound CCOCCl FCYRSDMGOLYDHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004218 chloromethyl group Chemical group [H]C([H])(Cl)* 0.000 description 1
- 238000007265 chloromethylation reaction Methods 0.000 description 1
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N chlorosulfonic acid Substances OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000004976 cyclobutylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004956 cyclohexylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002933 cyclohexyloxy group Chemical group C1(CCCCC1)O* 0.000 description 1
- 125000004978 cyclooctylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004979 cyclopentylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004980 cyclopropylene group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 125000000950 dibromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 125000004915 dibutylamino group Chemical group C(CCC)N(CCCC)* 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 125000001664 diethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])N(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002147 dimethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])N(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- SUNVJLYYDZCIIK-UHFFFAOYSA-N durohydroquinone Chemical compound CC1=C(C)C(O)=C(C)C(C)=C1O SUNVJLYYDZCIIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 125000005745 ethoxymethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])OC([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004705 ethylthio group Chemical group C(C)S* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYQROKHSELZIQW-UHFFFAOYSA-N fluoro 2,3,4,5,6-pentafluorobenzenesulfonate Chemical compound FOS(=O)(=O)C1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F AYQROKHSELZIQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N glutaronitrile Chemical compound N#CCCCC#N ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001841 imino group Chemical group [H]N=* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M lithium acetate Chemical compound [Li+].CC([O-])=O XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000040 m-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C(=C1[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004170 methylsulfonyl group Chemical group [H]C([H])([H])S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004573 morpholin-4-yl group Chemical group N1(CCOCC1)* 0.000 description 1
- NVTNQIBQPLGHGE-UHFFFAOYSA-N n,n-dibutylbutan-1-amine;hydrate Chemical compound [OH-].CCCC[NH+](CCCC)CCCC NVTNQIBQPLGHGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEUXZUSUYIHGNL-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylethanamine;hydrate Chemical compound O.CCN(CC)CC JEUXZUSUYIHGNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002116 nanohorn Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000003356 phenylsulfanyl group Chemical group [*]SC1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000003170 phenylsulfonyl group Chemical group C1(=CC=CC=C1)S(=O)(=O)* 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- AVFBYUADVDVJQL-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten;hydrate Chemical compound O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O AVFBYUADVDVJQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 125000000587 piperidin-1-yl group Chemical group [H]C1([H])N(*)C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N propionitrile Chemical compound CCC#N FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005767 propoxymethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[#8]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002112 pyrrolidino group Chemical group [*]N1C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001755 resorcinol Drugs 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M salicylate Chemical compound OC1=CC=CC=C1C([O-])=O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960001860 salicylate Drugs 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007767 slide coating Methods 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N sulfamic acid Chemical group NS(O)(=O)=O IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000475 sulfinyl group Chemical group [*:2]S([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000004964 sulfoalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O.OS(O)(=O)=O HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000000335 thiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 125000005424 tosyloxy group Chemical group S(=O)(=O)(C1=CC=C(C)C=C1)O* 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N tributylamine Chemical compound CCCCN(CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002306 tributylsilyl group Chemical group C(CCC)[Si](CCCC)(CCCC)* 0.000 description 1
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O triethylammonium ion Chemical compound CC[NH+](CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJAARRARQJZURR-UHFFFAOYSA-N trimethylazanium;hydroxide Chemical compound O.CN(C)C BJAARRARQJZURR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
高分子電解質、特にプロトン伝導能を持つ高分子電解質、燃料電池用電極、電極膜接合体、燃料電池および高分子電解質の製造方法に関する。 The present invention relates to a polymer electrolyte, particularly a polymer electrolyte having proton conductivity, an electrode for a fuel cell, an electrode membrane assembly, a fuel cell, and a method for producing the polymer electrolyte.
近年、携帯機器等の電源として利用できるリチウムイオン電池、燃料電池が活発に研究されており、その部材であるリチウムイオン伝導材料、プロトン伝導材料といった高分子電解質についても活発な研究が行われている。 In recent years, lithium-ion batteries and fuel cells that can be used as power sources for portable devices and the like have been actively researched, and active research has also been conducted on polymer electrolytes such as lithium-ion conductive materials and proton-conductive materials that are members thereof. .
また、電源は同一出力であれば小型であることが好ましい。中でも燃料電池は、エンジン等の内燃機関に対して静粛、排ガスがクリーンである等の特徴および、内燃機関を上回る高エネルギー効率の可能性があることから、活発に検討されている。
一般に、プロトン伝導材料である高分子電解質としてナフィオン(登録商標)に代表されるスルホン酸基含有パーフルオロカーボン重合体が用いられている。この材料は燃料電池用固体高分子膜としても電極用のバインダーとしても用いられるが、イオン伝導度は高いものの、剛性が低いため高温長時間条件では充分な耐久性が得られていない。また、反応ガス透過性を示すプロトン伝導材料についての研究例はあるが、ナフィオン同様に剛性が低いため、充分な耐久性は期待できない(特許文献1)。
Further, it is preferable that the power source is small as long as it has the same output. In particular, fuel cells are being actively studied because of their features such as quietness and cleanness of exhaust gas with respect to internal combustion engines such as engines, and the possibility of high energy efficiency exceeding that of internal combustion engines.
In general, a sulfonic acid group-containing perfluorocarbon polymer represented by Nafion (registered trademark) is used as a polymer electrolyte that is a proton conductive material. This material is used as a solid polymer membrane for a fuel cell and as a binder for an electrode. However, although its ionic conductivity is high, its rigidity is low, so that sufficient durability is not obtained under high temperature and long time conditions. Moreover, although there is an example of research on a proton conductive material exhibiting reaction gas permeability, sufficient durability cannot be expected because of low rigidity like Nafion (Patent Document 1).
近年、剛性の高い高分子素材を使用した高分子電解質の開発例が多く見られ、高分子素材の中でも耐溶媒性の高い樹脂材料を用いた高分子電解質の研究が行われており、特許文献2〜6では、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリスルホン、スルホン化ポリエーテルケトンを主体とした高分子電解質が開発されている。 In recent years, there have been many development examples of polymer electrolytes using high-rigidity polymer materials, and research on polymer electrolytes using resin materials with high solvent resistance among polymer materials has been conducted. In Nos. 2 to 6, polymer electrolytes mainly composed of sulfonated polyether ether ketone, sulfonated polysulfone, and sulfonated polyether ketone have been developed.
上記のように高分子電解質の開発が進められていているが、これを燃料電池あるいはガスセンサーの電極に使用すると新たな課題が発生する。燃料電池およびガスセンサーでは検出反応に伴うガスが透過することが必須となり、ガス透過性の高い高分子電解質が求められる。これまでの材料ではガス透過性が低く、とりわけ水素および酸素の透過性が低いため、燃料電池の電極には不向きであった。特に非フッ素系の高分子電解質では材料が高極性となり、低極性分子であるガスの透過能が低下する傾向にあった。本発明では、耐久性の高い高剛性高分子素材においてガス透過能の高い高分子電解質、とりわけ高いイオン伝導能(プロトン伝導能)と高いガス透過能を両立することおよび、これを用いた燃料電池用電極、電極膜接合体、燃料電池の提供が課題である。 As described above, the development of polymer electrolytes has been promoted. However, when this is used for an electrode of a fuel cell or a gas sensor, a new problem occurs. In fuel cells and gas sensors, it is essential that gas accompanying a detection reaction permeate, and a polymer electrolyte having high gas permeability is required. Conventional materials have low gas permeability, and particularly low hydrogen and oxygen permeability, making them unsuitable for fuel cell electrodes. In particular, non-fluorine polymer electrolytes have a high polarity, and the gas permeability, which is a low polarity molecule, tends to decrease. In the present invention, a polymer electrolyte having a high gas permeability in a highly durable high-rigidity polymer material, in particular, having both a high ion conductivity (proton conductivity) and a high gas permeability, and a fuel cell using the same It is a problem to provide a working electrode, an electrode membrane assembly, and a fuel cell.
(1)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む高分子主鎖のいずれかの位置に、少なくとも1つの酸残基を含む置換基と、少なくとも1つの総炭素数3以上の置換基が置換している高分子化合物を含む、高分子電解質。
一般式(1)
(2)前記高分子化合物は、下記一般式(2)で表される繰り返し単位および一般式(3)で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含む、(1)に記載の高分子電解質。
一般式(2)
一般式(3)
(3)前記高分子主鎖が、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンまたはポリイミドである、(1)または(2)に記載の高分子電解質。
(4)酸残基を水素原子に置き換えて計算したパーマコール値が0〜20である、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の高分子電解質。
(5)前記高分子化合物の酸素透過係数は、3x10―12mol/cm・s以上である(1)〜(4)のいずれか1項に記載の高分子電解質。
(6)0.1〜7meq/gの濃度で酸残基を含む、(1)〜(5)のいずれか1項に記載の高分子電解質。
(7)前記高分子化合物の重量平均分子量が5,000以上である、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の高分子電解質。
(8)前記酸残基が、スルホン酸基である、(1)〜(7)のいずれか1項に記載の高分子電解質。
(9)前記酸残基がスルホン酸基であり、前記高分子主鎖が炭化水素系高分子化合物であり、かつ、前記高分子化合物の酸素透過係数は、3x10―12mol/cm・s以上である(1)〜(8)のいずれか1項に記載の高分子電解質。
(10)下記一般式(4)で表される化合物および下記一般式(6)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種と、下記一般式(5)で表される化合物および下記一般式(7)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種とを重合することを含む、(1)〜(9)のいずれか1項に記載の高分子電解質の製造方法。
一般式(4)
一般式(5)
一般式(6)
一般式(7)
(11)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の高分子電解質を含む、燃料電池用電極。
(12)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の高分子電解質を含む、電極膜接合体。
(13)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の高分子電解質を含む、燃料電池。
(1) A substituent containing at least one acid residue and at least one substituent having 3 or more total carbon atoms at any position of the polymer main chain containing the repeating unit represented by the following general formula (1) A polymer electrolyte comprising a polymer compound in which a group is substituted.
General formula (1)
(2) The polymer electrolyte according to (1), wherein the polymer compound includes at least one of a repeating unit represented by the following general formula (2) and a repeating unit represented by the general formula (3).
General formula (2)
General formula (3)
(3) The polymer electrolyte according to (1) or (2), wherein the polymer main chain is polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, or polyimide.
(4) The polymer electrolyte according to any one of (1) to (3), wherein the permacol value calculated by replacing the acid residue with a hydrogen atom is 0 to 20.
(5) oxygen permeability coefficient of the polymer compound, 3x10- 12 mol / cm · s or more at a (1) to a polymer electrolyte according to any one of (4).
(6) The polymer electrolyte according to any one of (1) to (5), comprising an acid residue at a concentration of 0.1 to 7 meq / g.
(7) The polymer electrolyte according to any one of (1) to (6), wherein the polymer compound has a weight average molecular weight of 5,000 or more.
(8) The polymer electrolyte according to any one of (1) to (7), wherein the acid residue is a sulfonic acid group.
(9) the acid residue is a sulfonic acid group, the polymer main chain is hydrocarbon-based polymer compound, and an oxygen permeability coefficient of the polymer compound, 3x10- 12 mol / cm · s or more The polymer electrolyte according to any one of (1) to (8).
(10) at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (4) and a compound represented by the following general formula (6), a compound represented by the following general formula (5) and The method for producing a polymer electrolyte according to any one of (1) to (9), comprising polymerizing at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (7): .
General formula (4)
General formula (5)
General formula (6)
General formula (7)
(11) A fuel cell electrode comprising the polymer electrolyte according to any one of (1) to (9).
(12) An electrode membrane assembly comprising the polymer electrolyte according to any one of (1) to (9).
(13) A fuel cell comprising the polymer electrolyte according to any one of (1) to (9).
本発明では高いイオン伝導能と高い酸素透過能を両立する高分子電解質を提供することが可能になった。本発明の高分子電解質を採用することにより、燃料電池等に用いる固体電解質として好ましく採用できる。 In the present invention, it has become possible to provide a polymer electrolyte having both high ion conductivity and high oxygen permeability. By employing the polymer electrolyte of the present invention, it can be preferably employed as a solid electrolyte used in fuel cells and the like.
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
尚、本明細書において、膜状の高分子電解質を、「高分子電解質膜」ということがある。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
In the present specification, the membrane-shaped polymer electrolyte is sometimes referred to as “polymer electrolyte membrane”.
本発明における高分子電解質は、一般式(1)で表される繰り返し単位を含む高分子主鎖のいずれかの位置に、少なくとも1つの酸残基を含む置換基と、少なくとも1つの総炭素数3以上の置換基が置換している高分子化合物を含む。
ここで、高分子化合物中に含まれる一般式(1)で表される繰り返し単位は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、本発明における一般式(1)で表される繰り返し単位中のAr11、Ar12およびX12、一般式(2)で表される繰り返し単位中のAr21、Ar22、R22、R23、X22、n22およびn23、一般式(3)で表される繰り返し単位中のAr31、Ar32、R32、R33、X32、n32およびn33は、それぞれ、一の繰り返し単位中に複数含まれる場合、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよいが、好ましくはそれぞれ同一である場合である。
さらに、一般式(4)で表される化合物中のAr41、R42、Y41およびn42、一般式(5)で表される化合物中のAr51、R53、Y51およびn53、一般式(6)で表される化合物中のAr62、R62、Y62およびn62、一般式(7)で表される化合物中のAr72、R73、Y72およびn73は、それぞれ、一の化合物中に複数含まれる場合、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよいが、好ましくはそれぞれ同一である場合である。
The polyelectrolyte according to the present invention includes a substituent containing at least one acid residue and at least one total carbon number at any position of the polymer main chain containing the repeating unit represented by the general formula (1). It includes a polymer compound in which three or more substituents are substituted.
Here, the repeating units represented by the general formula (1) contained in the polymer compound may be the same or different.
Further, Ar 11 , Ar 12 and X 12 in the repeating unit represented by the general formula (1) in the present invention, Ar 21 , Ar 22 , R 22 , R in the repeating unit represented by the general formula (2) 23 , X 22 , n22 and n23, Ar 31 , Ar 32 , R 32 , R 33 , X 32 , n32 and n33 in the repeating unit represented by the general formula (3) are each in one repeating unit. When multiple are included, they may be the same or different from each other, but are preferably the same.
Furthermore, Ar 41 , R 42 , Y 41 and n42 in the compound represented by the general formula (4), Ar 51 , R 53 , Y 51 and n53 in the compound represented by the general formula (5), the general formula Ar 62 , R 62 , Y 62 and n62 in the compound represented by (6), and Ar 72 , R 73 , Y 72 and n73 in the compound represented by the general formula (7) are each one compound. When a plurality of them are contained, they may be the same or different from each other, but are preferably the same.
一般式(1)で表される繰り返し単位中、Ar11およびAr12は2価の芳香族基を表し、ぞれぞれ、同一でも異なっていてもよい。Ar11およびAr12の総炭素数は、それぞれ、6〜30が好ましく、6〜20がより好ましく、6〜12がさらに好ましい。Ar11およびAr12は、ぞれぞれ、1つ以上のベンゼン環を有する2価の芳香族基(該ベンゼン環が縮環しているものを含む)が好ましく、下記(A1)〜(A20)のいずれかまたはこれらの組み合わせからなる2価の芳香族基がより好ましく、(A1)、(A2)、(A3)、(A4)または(A6)がより好ましく、(A1)、(A2)または(A4)がさらに好ましい。
一般式(A19)中、Q1は、−O−、−S−または−NR21−を表し、−S−が好ましい。
一般式(A20)中、Q2は、−O−、−CR22R23−、−CO−または−NR24−を表し、−CR22R23−、−CO−が好ましい。ここで、R21〜R24は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、水素原子、メチル基、エチル基が好ましい。
(A4)〜(A16)、(A19)および(A20)の結合子の位置は、特に定めるものではないが、(A4)の場合の結合子の位置は4位および4’位が特に好ましく、(A5)の場合の結合子は4位および4’’位が特に好ましく、(A6)の場合の結合子の位置は2位および6位が特に好ましく、(A7)の場合の結合子の位置は2位および3位が特に好ましく、(A8)の場合の結合子の位置は2位および6位が特に好ましく、(A9)の場合の結合子の位置は2位および3位が特に好ましく、(A12)の場合の結合子の位置は3位および6位が特に好ましく、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)の場合の結合子の位置は4位および4’位が特に好ましく、(A19)の場合の結合子の位置は2位および5位が特に好ましく、(A20)の場合の結合子の位置は2位および7位が特に好ましい。
In General Formula (A19), Q 1 represents —O—, —S—, or —NR 21 —, and is preferably —S—.
In the formula (A20), Q 2 is, -O -, - CR 22 R 23 -, - CO- or -NR 24 - represents, -CR 22 R 23 -, - CO- is preferred. Here, R 21 to R 24 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
The positions of the binders of (A4) to (A16), (A19) and (A20) are not particularly defined, but the positions of the binders in the case of (A4) are particularly preferably 4-position and 4'-position, In the case of (A5), the 4-position and the 4 ″ -position are particularly preferred. In the case of (A6), the position of the binder is particularly preferably the 2-position and the 6-position. The position of the binder in the case of (A7) Is particularly preferably 2-position and 3-position, the position of the binder in the case of (A8) is particularly preferably 2-position and 6-position, and the position of the binder in the case of (A9) is particularly preferably 2-position and 3-position, The position of the bond in the case of (A12) is particularly preferably the 3rd and 6th positions, and the position of the bond in the cases of (A13), (A14), (A15) and (A16) is at the 4th and 4 'positions. Particularly preferred, the position of the connector in the case of (A19) is particularly preferably the 2nd and 5th positions. In the case of (A20), the position of the binder is particularly preferably the 2nd and 7th positions.
Ar11とAr12は、同一である方が好ましい。 Ar 11 and Ar 12 are preferably the same.
一般式(1)で表される繰り返し単位中、R11は単結合または2価の脂肪族基を表し、脂肪族基の炭素数は1〜20が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。
R11はアルキレン基(メチレン基、エチレン基、メチルエチレン基、プロピレン基、メチルプロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基)、シクロアルキレン基(シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基)、ハロゲン置換アルキレン基(ジフルオロメチレン基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロヘキシレン基、テトラフルオロヘキシレン基、ジクロロンメチレン基)、アルケニレン基(エテニレン基、プロペニレン基、ブタジエニレン基)、ハロゲン置換アルキニレン基(ジフルオロエテニレン基、テトラフルオロプロペニレン基、ジクロロエテニレン基)、アルキニレン基(エチニレン基、プロピニレン基)が好ましく、アルキレン基、シクロアルキレン基、ハロゲン置換アルキレン基がより好ましい。
In the repeating unit represented by the general formula (1), R 11 represents a single bond or a divalent aliphatic group, and the aliphatic group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, 3 is more preferable.
R 11 represents an alkylene group (methylene group, ethylene group, methylethylene group, propylene group, methylpropylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, octylene group), cycloalkylene group (cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group). Ene group, cyclohexylene group, cyclooctylene group), halogen-substituted alkylene group (difluoromethylene group, tetrafluoroethylene group, hexafluorohexylene group, tetrafluorohexylene group, dichloromethylene group), alkenylene group (ethenylene group) , Propenylene group, butadienylene group), halogen-substituted alkynylene group (difluoroethenylene group, tetrafluoropropenylene group, dichloroethenylene group), alkynylene group (ethynylene group, propynylene group) are preferable, alkylene , A cycloalkylene group, a halogen-substituted alkylene group are more preferable.
一般式(1)で表される繰り返し単位中、X11は2価の電子吸引性基を表し、−CO−、−SO−または−SO2−が好ましく、−SO2−がより好ましい。 In the repeating unit represented by the general formula (1), X 11 represents a divalent electron-withdrawing group, preferably —CO—, —SO— or —SO 2 —, more preferably —SO 2 —.
一般式(1)で表される繰り返し単位中、X12は2価の電子供与性基を表す。X12は、それぞれ、−S−または−O−が好ましく、−O−がより好ましい。 In the repeating unit represented by the general formula (1), X 12 represents a divalent electron donating group. X 12 is preferably —S— or —O—, more preferably —O—.
一般式(1)で表される繰り返し単位中、n11は、5〜1500の整数を表し、10〜1000が好ましく、20〜500がより好ましい。本発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物は架橋性でないものが好ましい。
主鎖に用いる高分子芳香族化合物としては耐熱性の高いものが好ましく、ポリエーテルスルホン系高分子化合物、ポリエーテルエーテルスルホン系高分子化合物、ポリエーテルエーテルケトン系高分子化合物、ポリフェニレンスサルファイド系高分子化合物、ポリフェニレンエーテル系高分子化合物、ポリスルホン系高分子化合物またはポリエーテルケトン系高分子化合物がより好ましく、主鎖の耐酸化劣化特性の観点からポリエーテルエーテルケトン系高分子化合物、ポリエーテルスルホン系高分子化合物、ポリエーテルエーテルスルホン系高分子化合物がさらに好ましい。以下に、一般式(1)で表される繰り返し構造の好ましい例を例示するが、本発明はこれらに限定されない。一般式(1)で表される繰り返し単位の例示については、酸残基およびその塩を含む1価の置換基は、それぞれ左側のベンゼン環/右側のベンゼン環のいずれの位置についていてもよく、数についても特に限定されない。
In the repeating unit represented by the general formula (1), n11 represents an integer of 5 to 1500, preferably 10 to 1000, and more preferably 20 to 500. The polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention is preferably not crosslinkable.
The polymer aromatic compound used for the main chain is preferably one having high heat resistance, such as a polyethersulfone-based polymer compound, a polyetherethersulfone-based polymer compound, a polyetheretherketone-based polymer compound, a polyphenylene sulfide-based compound. More preferred are molecular compounds, polyphenylene ether polymer compounds, polysulfone polymer compounds or polyether ketone polymer compounds, and polyether ether ketone polymer compounds and polyether sulfone compounds from the viewpoint of resistance to oxidation degradation of the main chain. More preferred are polymer compounds and polyether ether sulfone polymer compounds. Although the preferable example of the repeating structure represented by General formula (1) below is illustrated below, this invention is not limited to these. As for the examples of the repeating unit represented by the general formula (1), the monovalent substituent including the acid residue and the salt thereof may be located at any position of the left benzene ring / right benzene ring, respectively. The number is not particularly limited.
また、一般式(1)で表される繰り返し単位を含む高分子主鎖は、一般式(1)で表される繰り返し単位が、n11回繰り返している必要はなく、間に他のモノマーが含まれていてもよい。
In addition, the polymer main chain containing the repeating unit represented by the general formula (1) does not need to be repeated n11 times for the repeating unit represented by the general formula (1), and other monomers are included therebetween. It may be.
一般式(1)で表される繰り返し単位は、少なくとも1つの酸残基を含む置換基と、少なくとも1つの総炭素数3以上の置換基を有する。これらの置換基は、それぞれ、Ar11、Ar12またはR11のいずれか1以上に結合していることが好ましい。
酸残基を含む置換基は下記一般式(8)で表される置換基が好ましく、一般式(8)中、L8は、単結合または2価の連結基を表し、Aは酸残基またはその塩を表す。
L8は、いかなる連結基でも良いが、好ましくはアルキレン基(好ましくはC数1〜20のアルキレン基、例えば、メチレン基、エチレン基、メチルエチレン基、プロピレン基、メチルプロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基)、ハロゲン置換アルキレン基(好ましくはC数1〜20のハロゲン置換アルキレン基、例えば、ジフルオロメチレン基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロヘキシレン基、テトラフルオロヘキシレン基、ジクロロンメチレン基)、アリーレン基(好ましくはC数6〜26のアリーレン基、例えば1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、4−フェニレンメチレン基、1,4−ナフチレン基)、ハロゲン置換アリーレン基(好ましくはC数6〜26のハロゲン置換アリーレン基、例えば、2,3,5,6−テトラフルオロ−1,4−フェニレン基、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3,5,6−テトラクロロ−1,4−フェニレン基、3,4,5,6−テトラブロモフェニレン基)、アルケニレン基(好ましくはC数2〜20のアルケニレン基、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブタジエニレン基)、ハロゲン置換アルキニレン基(好ましくはC数2〜20のハロゲン置換アルキニレン基、例えば、ジフルオロエテニレン基、テトラフルオロプロペニレン基、ジクロロエテニレン基)、アルキニレン基(好ましくはC数2〜20のアルキニレン基、例えば、エチニレン基、プロピニレン基)、アミド基、エステル基、スルホアミド基、スルホン酸エステル基、ウレイド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオエーテル基、エーテル基、カルボニル基、ヘテリレン基(好ましくはC数1〜26のヘテリレン基、例えば、6−クロロ−1,3,5−トリアジル−2,4−ジイル基、ピリミジン−2,4−ジイル基、キノキサリン−2,3−ジイル基)、−C(CF3)2−−O−、−S−、−CO−、−SO2−を1つまたはそれ以上組み合わせて構成される炭素原子数0〜100、好ましくは1〜20の連結基を表す。さらに好ましくは、アルキレン基、ハロゲン置換アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、ハロゲン置換アルキニレン基である。
酸残基としてはpKaが5以下の酸残基が好ましく、pkaが2以下の酸残基がさらに好ましい。具体的には、スルホン酸残基、ホスホン酸残基、カルボン酸残基が好ましく、スルホン酸残基がさらに好ましい。
The repeating unit represented by the general formula (1) has a substituent containing at least one acid residue and at least one substituent having a total carbon number of 3 or more. These substituents are preferably bonded to any one or more of Ar 11 , Ar 12 and R 11 , respectively.
The substituent containing an acid residue is preferably a substituent represented by the following general formula (8). In general formula (8), L 8 represents a single bond or a divalent linking group, and A represents an acid residue. Or represents a salt thereof.
L 8 may be any linking group, but is preferably an alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms such as methylene group, ethylene group, methylethylene group, propylene group, methylpropylene group, butylene group, pentylene. Group, hexylene group, octylene group), halogen-substituted alkylene group (preferably C1-C20 halogen-substituted alkylene group, for example, difluoromethylene group, tetrafluoroethylene group, hexafluorohexylene group, tetrafluorohexylene group, Dichloromethylene group), arylene group (preferably an arylene group having 6 to 26 carbon atoms, such as 1,2-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,4-phenylene group, 4-phenylenemethylene group, 1, 4-naphthylene group), halogen-substituted arylene group (preferably having 6 to 6 carbon atoms) 6 halogen-substituted arylene groups such as 2,3,5,6-tetrafluoro-1,4-phenylene group, 2,6-difluoro-1,4-phenylene group, 2,3,5,6-tetrachloro group -1,4-phenylene group, 3,4,5,6-tetrabromophenylene group), alkenylene group (preferably an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms, such as ethenylene group, propenylene group, butadienylene group), halogen substitution Alkynylene groups (preferably C2-C20 halogen-substituted alkynylene groups such as difluoroethenylene group, tetrafluoropropenylene group, dichloroethenylene group), alkynylene groups (preferably C2-C20 alkynylene groups such as Ethynylene group, propynylene group), amide group, ester group, sulfoamide group, sulfonic acid ester group, Ureido group, sulfonyl group, sulfinyl group, thioether group, ether group, carbonyl group, heterylene group (preferably a C1-C26 heterylene group such as 6-chloro-1,3,5-triazyl-2,4- One diyl group, pyrimidine-2,4-diyl group, quinoxaline-2,3-diyl group), —C (CF 3 ) 2 —O—, —S—, —CO—, —SO 2 — It represents a linking group having 0 to 100 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms, which is configured in combination. More preferred are an alkylene group, a halogen-substituted alkylene group, an arylene group, an alkenylene group, and a halogen-substituted alkynylene group.
The acid residue is preferably an acid residue having a pKa of 5 or less, and more preferably an acid residue having a pka of 2 or less. Specifically, a sulfonic acid residue, a phosphonic acid residue, and a carboxylic acid residue are preferable, and a sulfonic acid residue is more preferable.
一般式(8)
一般式(1)で表される繰り返し単位に置換されている、酸残基を含む置換基の置換数は、その平均が1〜4の範囲であることが好ましく、1〜2の範囲であることがより好ましい。 The average number of substitutions of substituents including acid residues that are substituted with the repeating unit represented by the general formula (1) is preferably in the range of 1 to 4, more preferably in the range of 1 to 2. It is more preferable.
前記酸残基を含む置換基が塩を形成する場合、酸残基のプロトンが以下のカチオンに置換されているものが好ましく、その置換比(カチオン/酸残基比)は0〜1の範囲であることが好ましく、0〜0.1の範囲であることがより好ましい。塩を形成するカチオンとしては、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム)カチオン、アルカリ土類金属(カリウム、ストロンチウム、バリウム)カチオン、第四級アンモニウム(トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム)カチオン、有機塩基(トリエチルアミン、ピリジン、メチルイミダゾール、モルホリン、トリブチルアンモニウム、トリス(2−ヒドロキシエチル)アミン)のプロトン化体が好ましく、アルカリ金属カチオンおよびアンモニウムカチオンがより好ましく、アルカリ金属カチオンがさらに好ましい。 When the substituent containing the acid residue forms a salt, the acid residue proton is preferably substituted with the following cation, and the substitution ratio (cation / acid residue ratio) is in the range of 0 to 1. It is preferable that it is, and it is more preferable that it is the range of 0-0.1. Cations that form salts include alkali metal (lithium, sodium, potassium) cation, alkaline earth metal (potassium, strontium, barium) cation, quaternary ammonium (trimethylammonium, triethylammonium, tributylammonium, benzyltrimethylammonium) Protonates of cations and organic bases (triethylamine, pyridine, methylimidazole, morpholine, tributylammonium, tris (2-hydroxyethyl) amine) are preferred, alkali metal cations and ammonium cations are more preferred, and alkali metal cations are more preferred.
一般式(8)において、L8が連結基の場合はいかなる連結基も用いることができる。好ましくは、アルキレン基(好ましくは炭素原子数(以下C数という)1〜20のアルキレン基、例えば、メチレン基、エチレン基、メチルエチレン基、プロピレン基、メチルプロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基)、ハロゲン置換アルキレン基(好ましくはC数1〜20のハロゲン置換アルキレン基、例えば、ジフルオロメチレン基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロヘキシレン基、テトラフルオロヘキシレン基、ジクロロンメチレン基)、アリーレン基(好ましくはC数6〜26のアリーレン基、例えば、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、4−フェニレンメチレン基、1,4−ナフチレン基)、ハロゲン置換アリーレン基(好ましくはC数6〜26のハロゲン置換アリーレン基、例えば、2,3,5,6−テトラフルオロ−1,4−フェニレン基、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3,5,6−テトラクロロ−1,4−フェニレン基、3,4,5,6−テトラブロモフェニレン基)、アルケニレン基(好ましくはC数2〜20、例えばエテニレン、プロペニレン、ブタジエニレン)、ハロゲン置換アルキニレン基(好ましくはC数2〜20のハロゲン置換アルキニレン基、例えば、ジフルオロエテニレン基、テトラフルオロプロペニレン基、ジクロロエテニレン基)、アルキニレン基(好ましくはC数2〜20のアルキニレン基、例えば、エチニレン基、プロピニレン基)、アミド基、エステル基、スルホンアミド基、スルホン酸エステル基、ウレイド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオエーテル基、エーテル基、カルボニル基、ヘテリレン基(好ましくはC数1〜26のヘテリレン基、例えば、6−クロロ−1,3,5−トリアジル−2,4−ジイル基、ピリミジン−2,4−ジイル基、キノキサリン−2,3−ジイル基)を、より好ましくは単結合、またはアルキレン基、ハロゲン置換アルキレン基、アリーレン基、ハロゲン置換アリーレン基、スルホンアミド基、エーテル基、カルボニル基を、さらに好ましくは単結合、またはアルキレン基、ハロゲン置換アルキレン基、エーテル基を、1つまたは2つ以上組み合わせて構成される、C数0〜100以下の基(より好ましくはC数1〜20の基)である。 In the general formula (8), when L 8 is a linking group, any linking group can be used. Preferably, an alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (hereinafter referred to as C number), for example, methylene group, ethylene group, methylethylene group, propylene group, methylpropylene group, butylene group, pentylene group, hexylene. Group, octylene group), halogen-substituted alkylene group (preferably C1-C20 halogen-substituted alkylene group such as difluoromethylene group, tetrafluoroethylene group, hexafluorohexylene group, tetrafluorohexylene group, dichloroamethylene group) Group), an arylene group (preferably an arylene group having 6 to 26 carbon atoms such as 1,2-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,4-phenylene group, 4-phenylenemethylene group, 1,4- Naphthylene group), halogen-substituted arylene group (preferably having 6 to 26 carbon atoms) Logen-substituted arylene groups such as 2,3,5,6-tetrafluoro-1,4-phenylene group, 2,6-difluoro-1,4-phenylene group, 2,3,5,6-tetrachloro-1 , 4-phenylene group, 3,4,5,6-tetrabromophenylene group), alkenylene group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, such as ethenylene, propenylene, butadienylene), halogen-substituted alkynylene group (preferably having 2 to 2 carbon atoms). 20 halogen-substituted alkynylene groups such as difluoroethenylene group, tetrafluoropropenylene group and dichloroethenylene group), alkynylene groups (preferably alkynylene groups having 2 to 20 carbon atoms such as ethynylene group and propynylene group), amides Group, ester group, sulfonamide group, sulfonic acid ester group, ureido group, sulfonyl group, Rufinyl group, thioether group, ether group, carbonyl group, heterylene group (preferably a C1-C26 heterylene group such as 6-chloro-1,3,5-triazyl-2,4-diyl group, pyrimidine-2 , 4-diyl group, quinoxaline-2,3-diyl group), more preferably a single bond, or an alkylene group, a halogen-substituted alkylene group, an arylene group, a halogen-substituted arylene group, a sulfonamide group, an ether group, or a carbonyl group. More preferably, a single bond, or a group having 0 to 100 carbon atoms (more preferably having 1 to 20 carbon atoms), which is composed of one or two or more alkylene groups, halogen-substituted alkylene groups, and ether groups. Group).
一般式(1)で表される繰り返し単位に置換している、総炭素数3以上の置換基の総炭素数は、3〜100が好ましく、5〜60がより好ましく、6〜36がさらに好ましい。この置換基としては、例えば、アルキル基(n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、ベンジル基、3−スルホプロピル基、4−スルホブチル基、カルボキシメチル基、カルボキシペンチル基)、アルケニル基(アリル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基)、シクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基)、アリール基(フェニル基、2−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ニトロフェニル基)、ヘテロ環基(ピリジル基、チエニル基、フリル基、チアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基)、アルキニル基(2−プロピニル基、1,3−ブタジイニル基、2−フェニルエチニル基)が挙げられる。好ましくは、アルキル基、アルケニル基またはシクロアルキル基であり、より好ましくは、アルキル基またはシクロアルキル基である。これらの置換基の中でも、メチレン鎖中にエーテル構造またはケイ素原子が含まれる物(エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ヘキシルオキシメチル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、3−トリメチルシリルプロピル基、2−トリメチルシリルエチル基、6−トリエチルシリルヘキシル基、トリエチルシリルプロピル基)はとりわけ好ましい。 3-100 are preferable, as for the total carbon number of the substituent of total carbon number 3 or more substituted by the repeating unit represented by General formula (1), 5-60 are more preferable, and 6-36 are more preferable. . Examples of the substituent include an alkyl group (n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, n-pentyl group, benzyl group, 3-sulfopropyl group, 4-sulfobutyl group, carboxymethyl group, carboxypentyl group). ), Alkenyl group (allyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group), cycloalkyl group (cyclopentyl group, cyclohexyl group), aryl group (phenyl group, 2-chlorophenyl group, 4-methoxyphenyl group, 3 -Methylphenyl group, 1-naphthyl group, 2-nitrophenyl group), heterocyclic group (pyridyl group, thienyl group, furyl group, thiazolyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group), alkynyl Group (2-propynyl group, 1,3-butadiynyl group, 2-phenylethynyl group) And the like. An alkyl group, an alkenyl group or a cycloalkyl group is preferable, and an alkyl group or a cycloalkyl group is more preferable. Among these substituents, those having an ether structure or a silicon atom in a methylene chain (ethoxymethyl group, propoxymethyl group, butoxymethyl group, hexyloxymethyl group, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tributylsilyl group, 3 -Trimethylsilylpropyl group, 2-trimethylsilylethyl group, 6-triethylsilylhexyl group, triethylsilylpropyl group) are particularly preferred.
これらの置換基は、さらに置換基を有していてもよい。
置換基としては、ハロゲン原子(例えば、F、Cl、Br、I)、アミノ基(好ましくはC数0〜20、例えば、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基またはアニリノ基)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アシル基(好ましくはC数1〜20、例えば、アセチル基、ベンゾイル基、サリチロイル基、ピバロイル基、3,5−ジメトキシベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基)、アルコキシ基(好ましくはC数1〜20、例えば、メトキシ基、ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくはC数6〜26、例えば、フェノキシ基、1−ナフトキシ基)、アルキルチオ基(好ましくはC数1〜20、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基)、アリールチオ基(好ましくはC数6〜20、例えば、フェニルチオ基、4−クロロフェニルチオ基)、アルキルスルホニル基(好ましくはC数1〜20、例えば、メタンスルホニル基、ブタンスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくはC数6〜20、例えば、ベンゼンスルホニル基、パラトルエンンスルホニル基)、スルファモイル基(好ましくはC数0〜20、例えばスルファモイル基、N−メチルスルファモイル基、N−フェニルスルファモイル基)、カルバモイル基(好ましくはC数1〜20、例えば、カルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N、N−ジメチルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基)、アシルアミノ基(好ましくはC数1〜20、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基)、イミノ基(好ましくはC数2〜20、例えば、フタルイミノ基)、アシルオキシ基(好ましくはC数1〜20、例えば、アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、アルコキシカルボニル基(好ましくはC数2〜20、例えば、メトキシカルボニル、フェノキシカルボニル)、カルバモイルアミノ基(好ましくはC数1〜20、例えばカルバモイルアミノ基、N−メチルカルバモイルアミノ基、N−フェニルカルバモイルアミノ基)が挙げられる。
These substituents may further have a substituent.
Examples of the substituent include a halogen atom (for example, F, Cl, Br, I), an amino group (preferably a C number of 0 to 20, for example, an amino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group or an anilino group), A cyano group, a nitro group, a hydroxyl group, a mercapto group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, an acyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, such as an acetyl group, a benzoyl group, a salicyloyl group, a pivaloyl group, 3, 5-dimethoxybenzoyl group, 4-methoxybenzoyl group), alkoxy group (preferably C number 1-20, for example, methoxy group, butoxy group, cyclohexyloxy group), aryloxy group (preferably C number 6-26, for example, , Phenoxy group, 1-naphthoxy group), alkylthio group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, for example, Ruthio group, ethylthio group), arylthio group (preferably C6-20, for example, phenylthio group, 4-chlorophenylthio group), alkylsulfonyl group (preferably C1-20, for example, methanesulfonyl group, butanesulfonyl) Group), arylsulfonyl group (preferably C number 6-20, for example, benzenesulfonyl group, paratoluenesulfonyl group), sulfamoyl group (preferably C number 0-20, such as sulfamoyl group, N-methylsulfamoyl group) N-phenylsulfamoyl group), carbamoyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, for example, carbamoyl group, N-methylcarbamoyl group, N, N-dimethylcarbamoyl group, N-phenylcarbamoyl group), acylamino group ( Preferably it has 1 to 20 carbon atoms, such as acetylamino group, Zoylamino group), imino group (preferably C number 2-20, for example, phthalimino group), acyloxy group (preferably C number 1-20, for example, acetyloxy group, benzoyloxy group), alkoxycarbonyl group (preferably C And a carbamoylamino group (preferably having a C number of 1-20, such as a carbamoylamino group, an N-methylcarbamoylamino group, and an N-phenylcarbamoylamino group).
本願発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物は、一般式(2)で表される繰り返し単位および/または一般式(3)で表される繰り返し単位を含むことが好ましい。
ここで、一般式(2)で表される繰り返し単位における、Ar21、Ar22、X21、X22、R21は、それぞれ順に、一般式(1)で表される繰り返し単位における、Ar11、Ar12、X11、X12、R11と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(2)で表される繰り返し単位中、R22は前記酸残基を含む置換基と同義であり、その好ましい例も同様である。一般式(2)で表される繰り返し単位中、n22は、0、1または2であり、一の繰り返し単位中のn22の和が1以上であり、1または2が好ましい。
一般式(2)で表される繰り返し単位中、R23は上記総炭素数3以上の置換基と同義であり、その好ましい例も同様である。
一般式(2)で表される繰り返し単位中、n23は、0、1または2であり、一の繰り返し単位中のn23の和が1以上であり、1または2が好ましい。
The polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention preferably contains a repeating unit represented by the general formula (2) and / or a repeating unit represented by the general formula (3).
Here, Ar 21 , Ar 22 , X 21 , X 22 , R 21 in the repeating unit represented by the general formula (2) are respectively Ar 11 in the repeating unit represented by the general formula (1). , Ar 12 , X 11 , X 12 and R 11 , and the preferred range is also the same.
In the repeating unit represented by the general formula (2), R 22 has the same meaning as the substituent containing the acid residue, and preferred examples thereof are also the same. In the repeating unit represented by the general formula (2), n22 is 0, 1 or 2, and the sum of n22 in one repeating unit is 1 or more, and 1 or 2 is preferable.
In the repeating unit represented by the general formula (2), R 23 has the same meaning as the substituent having 3 or more carbon atoms, and preferred examples thereof are also the same.
In the repeating unit represented by the general formula (2), n23 is 0, 1 or 2, and the sum of n23 in one repeating unit is 1 or more, and 1 or 2 is preferable.
一般式(3)で表される繰り返し単位中、Ar31、Ar32、X31、X32、R31は、それぞれ順に、一般式(1)で表される繰り返し単位のAr11、Ar12、X11、X12、R11と同義であり、その好ましい範囲も同様である。一般式(3)で表される繰り返し単位中、R32は前記酸残基を含む置換基と同義であり、その好ましい例も同様である。一般式(3)で表される繰り返し単位中、n32は、0、1または2であり、一の繰り返し単位中のn32の和が1以上であり、1または2が好ましい。
一般式(3)で表される繰り返し単位中、R33は上記総炭素数3以上の置換基と同義であり、その好ましい例も同様である。
一般式(3)で表される繰り返し単位中、n33は、0、1または2であり、一の繰り返し単位中のn33の和が1以上であり、1または2が好ましい。
In the repeating unit represented by the general formula (3), Ar 31 , Ar 32 , X 31 , X 32 , and R 31 are, respectively, the repeating unit represented by the general formula (1), Ar 11 , Ar 12 , X 11, X 12, R 11 in the above formula, the same applies to its preferable range. In the repeating unit represented by the general formula (3), R 32 has the same meaning as the substituent containing the acid residue, and preferred examples thereof are also the same. In the repeating unit represented by the general formula (3), n32 is 0, 1 or 2, and the sum of n32 in one repeating unit is 1 or more, and 1 or 2 is preferable.
In the repeating unit represented by the general formula (3), R 33 has the same meaning as the substituent having 3 or more carbon atoms, and preferred examples thereof are also the same.
In the repeating unit represented by the general formula (3), n33 is 0, 1 or 2, and the sum of n33 in one repeating unit is 1 or more, and 1 or 2 is preferable.
一般式(1)で表される繰り返し単位の具体例としては、一般式(4)で表される化合物および一般式(6)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種と、一般式(5)で表される化合物および一般式(7)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の重合体が挙げられる。もちろん、本発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物はこれに限定されない。本発明では、これらの化合物を、縮重合することにより、重合体は交互共重合となる。さらに他の成分が共重合していても良い。 Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (1) include at least one selected from the group consisting of a compound represented by the general formula (4) and a compound represented by the general formula (6), Examples thereof include at least one polymer selected from the group consisting of a compound represented by the general formula (5) and a compound represented by the general formula (7). Of course, the polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention is not limited to this. In the present invention, these compounds are subjected to condensation polymerization, whereby the polymer becomes an alternating copolymer. Furthermore, other components may be copolymerized.
本発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物は、高分子主鎖が、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミドであるものが好ましく、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンであるものがさらに好ましい。 The polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention preferably has a polymer main chain of polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone or polyimide, more preferably polysulfone or polyethersulfone.
本発明の高分子電解質は酸残基を水素原子に置き換えて計算したパーマコール値が0〜20であるものが好ましく、0〜15であるものがより好ましく、0〜10であるものがさらに好ましい。パーマコール値はガス透過性の指標として用いられ、本発明では、M.Salame著 ACS Polymer Preprints 8,137(1967)に記載の表から計算した値をいう。 The polymer electrolyte of the present invention preferably has a permacol value calculated by replacing an acid residue with a hydrogen atom of 0 to 20, more preferably 0 to 15, and still more preferably 0 to 10. . The permacol value is used as an indicator of gas permeability. It is a value calculated from the table described in Salame by ACS Polymer Preprints 8, 137 (1967).
本発明の高分子電解質中の酸残基(例えば、スルホン酸基)濃度は、イオン交換容量として測定することができ、0.1〜7meq/gが好ましく、0.5〜5meq/gがより好ましく、1〜3meq/gがさらに好ましい。0.1meq/g以上とすることにより、プロトン伝導度がより高くなり、7meq/g以下とすることにより、耐久性または機械的強度をより良好なものとすることができ、さらに、水溶性をより低くすることができ好ましい。 The acid residue (for example, sulfonic acid group) concentration in the polymer electrolyte of the present invention can be measured as an ion exchange capacity, preferably 0.1 to 7 meq / g, more preferably 0.5 to 5 meq / g. Preferably, 1 to 3 meq / g is more preferable. By setting it to 0.1 meq / g or more, proton conductivity becomes higher, and by setting it to 7 meq / g or less, durability or mechanical strength can be improved, and water solubility can be improved. It can be made lower, which is preferable.
また、このようにして得られる本発明の高分子化合物のスルホン化前の前駆体のポリマーの分子量は、ポリスチレン換算重量平均分子量で、好ましくは1,000〜1,000,000、より好ましくは1,500〜200,000、さらに好ましくは5,000〜200,000である。1,000以上とすることにより、成形フィルムにクラックが発生するなどによって塗膜性が不充分となるのをより効果的に抑止でき、また、強度的性質もより好ましくなる。一方、1,000,000以下とすることにより、溶解性がより充分となり、また溶液粘度が高く、加工性が不良になるなどの問題をより効果的に抑止できる。 The molecular weight of the precursor polymer before sulfonation of the polymer compound of the present invention thus obtained is a polystyrene-equivalent weight average molecular weight, preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 1. 500 to 200,000, more preferably 5,000 to 200,000. By setting it to 1,000 or more, it is possible to more effectively prevent the coating properties from becoming insufficient due to the occurrence of cracks in the molded film, and the strength properties are more preferable. On the other hand, by setting it to 1,000,000 or less, it is possible to more effectively suppress problems such as sufficient solubility, high solution viscosity, and poor processability.
以下、下記一般式(4)で表される化合物および下記一般式(6)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種と、下記一般式(5)で表される化合物および下記一般式(7)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種とを用いて本発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物を製造する方法について説明する。 Hereinafter, at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (4) and a compound represented by the following general formula (6), a compound represented by the following general formula (5) and the following A method for producing a polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention using at least one selected from the group consisting of compounds represented by formula (7) will be described.
一般式(4)で表される化合物
一般式(4)中、Ar41、X41、R42、n42は、それぞれ、一般式(2)におけるAr21、X21、R22、n22と同義であり、好ましい範囲も同様である。Y41は芳香族求核置換反応における脱離基を表し、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、ニトロ基、スルホニルオキシ基(トシルオキシ基、フェニルスルホニルオキシ基、メチルスルホニルオキシ基)が好ましく、ハロゲン原子がさらに好ましく、フッ素原子、塩素原子が特に好ましい。
Compound represented by the general formula (4) In the general formula (4), Ar 41 , X 41 , R 42 , and n42 have the same meaning as Ar 21 , X 21 , R 22 , and n22 in the general formula (2), respectively. The preferred range is also the same. Y 41 represents a leaving group in the aromatic nucleophilic substitution reaction, and is a halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), nitro group, sulfonyloxy group (tosyloxy group, phenylsulfonyloxy group, methyl group). A sulfonyloxy group) is preferred, a halogen atom is more preferred, and a fluorine atom and a chlorine atom are particularly preferred.
一般式(4)で表される化合物の具体例としては、以下に表される化合物を挙げることができる。
これらの化合物は、例えば、公知の合成法であるジ(ハロゲノフェニル)スルホン類のスルホン化によって合成することができる。 These compounds can be synthesized, for example, by sulfonation of di (halogenophenyl) sulfones, which is a known synthesis method.
これらの化合物は、例えば、公知の合成法であるジブロモ(ハロゲノフェニル)スルホン類の金属試薬を用いるハロアルキル化およびスルホン化によって合成することができる。 These compounds can be synthesized, for example, by haloalkylation and sulfonation using a metal reagent of dibromo (halogenophenyl) sulfones, which is a known synthesis method.
一般式(5)中、Ar51、X51、R53およびn53は、それぞれ、一般式(3)におけるAr31、X31、R33、n33と同義であり、その好ましい範囲も同様である。Y51は芳香族求核置換反応における脱離基を表し、一般式(4)におけるY41と同義であり、その好ましい範囲も同様である。 In the general formula (5), Ar 51 , X 51 , R 53 and n53 have the same meanings as Ar 31 , X 31 , R 33 and n33 in the general formula (3), respectively, and preferred ranges thereof are also the same. Y 51 represents a leaving group in the aromatic nucleophilic substitution reaction, and is synonymous with Y 41 in the general formula (4), and its preferred range is also the same.
一般式(5)で表される化合物の具体例としては、以下に表される化合物を挙げることができる。
これらの化合物は、例えば、公知の合成法であるジ(ハロゲノフェニル)スルホン類のハロメチル化およびエーテル化によって合成することができる。 These compounds can be synthesized, for example, by halomethylation and etherification of di (halogenophenyl) sulfones, which are known synthesis methods.
一般式(6)中、Ar62、R61、R62、n62は、それぞれ、一般式(3)におけるAr22、R21、R22、n22と同義であり、その好ましい範囲も同様である。Y62は芳香族求核置換反応における求核性基を表し、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、水酸基、メルカプト基が好ましく、水酸基が特に好ましい。 In General Formula (6), Ar 62 , R 61 , R 62 , and n62 have the same meanings as Ar 22 , R 21 , R 22 , and n22 in General Formula (3), respectively, and preferred ranges thereof are also the same. Y 62 represents a nucleophilic group in the aromatic nucleophilic substitution reaction, an amino group, an alkylamino group, an arylamino group, a hydroxyl group, a mercapto group are preferable, a hydroxyl group is particularly preferred.
一般式(6)で表される化合物の具体例としては、以下に表される化合物を挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (6) include the compounds represented below.
これらの化合物は、例えば、公知の合成法であるビスフェノール類のスルホン化によって合成することができる。 These compounds can be synthesized, for example, by sulfonation of bisphenols, which is a known synthesis method.
これらの化合物は、例えば、公知の合成法であるビスフェノール類のハロアルキル化およびスルホン化によって合成することができる。 These compounds can be synthesized, for example, by haloalkylation and sulfonation of bisphenols, which are known synthesis methods.
一般式(7)中、Ar72、R71、R73、n73は、それぞれ、一般式(2)におけるAr22、R21、R23、n23と同義であり、その好ましい範囲も同様である。Y72は芳香族求核置換反応における求核性基を表し、一般式(6)におけるY62と同義であり、その好ましい範囲も同様である。 In the general formula (7), Ar 72 , R 71 , R 73 and n73 have the same meanings as Ar 22 , R 21 , R 23 and n23 in the general formula (2), respectively, and preferred ranges thereof are also the same. Y 72 represents a nucleophilic group in the aromatic nucleophilic substitution reaction, and is synonymous with Y 62 in the general formula (6), and its preferred range is also the same.
一般式(7)で表される化合物の具体例としては、以下に表される化合物を挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (7) include the compounds represented below.
これらの化合物は、例えば、公知の合成法であるビスフェノール類のアルキル化もしくはアルキルフェノール類とケトン類の縮合によって合成することができる。 These compounds can be synthesized, for example, by alkylation of bisphenols or condensation of alkylphenols and ketones, which is a known synthesis method.
本発明では、一般式(4)で表される化合物の少なくとも1種と、一般式(7)で表される化合物の少なくとも1種、または、一般式(5)で表される化合物の少なくとも一種と、一般式(6)で表される化合物の少なくとも1種を用いることが好ましい。
さらに、本発明の製造方法では、芳香族求電子化合物である一般式(4)におけるn42が0の化合物、一般式(5)におけるn53が0の化合物、および芳香族求核化合物である一般式(6)におけるn62が0の化合物、一般式(7)におけるn73が0の化合物、のうちの少なくとも1種を混合して使用することが好ましい。
In the present invention, at least one compound represented by the general formula (4), at least one compound represented by the general formula (7), or at least one compound represented by the general formula (5). And at least one of the compounds represented by the general formula (6) is preferably used.
Further, in the production method of the present invention, the compound represented by the general formula (4) which is an aromatic electrophilic compound is a compound wherein n42 is 0, the compound wherein n53 is 0 in the general formula (5), and the general formula which is an aromatic nucleophilic compound. It is preferable to use a mixture of at least one of a compound having n62 of 0 in (6) and a compound having n73 of 0 in General Formula (7).
また、縮合系高分子の合成に使用できる一般式(5)および(7)の具体例としては芳香族求電子化合物としてジ(4−クロロフェニル)スルホン、ジ(4−フルオロフェニル)スルホン、あるいは芳香族求核化合物としてハイドロキノン、レゾルシン、2−メチルハイドロキノン、2−エチルハイドロキノン、2−プロピルハイドロキノン、2−ブチルハイドロキノン、2−ヘキシルハイドロキノン、2−オクチルハイドロキノン、2−デカニルハイドロキノン、2,3−ジメチルハイドロキノン、2,3−ジエチルハイドロキノン、2,5−ジメチルハイドロキノン、2,5−ジエチルハイドロキノン、2,6−ジメチルハイドロキノン、2,3,5−トリメチルハイドロキノン、2,3,5,6−テトラメチルハイドロキノン、4,4'−ジヒドロキシビフェニル、2,2'−ジヒドロキシビフェニル、3,3'−ジメチル−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3',5,5'−テトラクロロ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3'−ジブロモ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3',5,5'−テトラブロモ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3'−ジフルオロ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3',5,5'−テトラフルオロ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、2,2'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3',5,5'−テトラクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3'−ジブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3',5,5'−テトラブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3'−ジフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、3,3'5,5'−テトラフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,2'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3'−ジメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3',5,5'−テトラクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3'−ジブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3',5,5'−テトラブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3'−ジフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3',5,5'−テトラフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、2,2'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3'−ジメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3',5,5'−テトラクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3'−ジブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3',5,5'−テトラブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3'−ジフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3',5,5'−テトラフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,2'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3',5,5'−テトラクロロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3'−ジブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3',5,5'−テトラブロモ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3'−ジフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3',5,5'−テトラフルオロ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、α,α'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、α,α'−ビス(2−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、α,α'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3−ジイソプロピルベンゼン、α,α'−ビス(2−ヒドロキシフェニル)−1,3−ジイソプロピルベンゼン、α,α'−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、α,α'−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、α,α'−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,3−ジイソプロピルベンゼン、α,α'−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,3−ジイソプロピルベンゼン等が挙げられる。これらの芳香族化合物は単独であるいは2種以上を混合して使用することができる。 Specific examples of the general formulas (5) and (7) that can be used for the synthesis of the condensed polymer include di (4-chlorophenyl) sulfone, di (4-fluorophenyl) sulfone, and aromatic compounds as aromatic electrophilic compounds. Hydroquinone, resorcin, 2-methylhydroquinone, 2-ethylhydroquinone, 2-propylhydroquinone, 2-butylhydroquinone, 2-hexylhydroquinone, 2-octylhydroquinone, 2-decanylhydroquinone, 2,3-dimethyl as group nucleophilic compounds Hydroquinone, 2,3-diethylhydroquinone, 2,5-dimethylhydroquinone, 2,5-diethylhydroquinone, 2,6-dimethylhydroquinone, 2,3,5-trimethylhydroquinone, 2,3,5,6-tetramethylhydroquinone , 4,4'- Hydroxybiphenyl, 2,2′-dihydroxybiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-dihydroxybiphenyl, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-dihydroxybiphenyl, 3,3 '-Dichloro-4,4'-dihydroxybiphenyl, 3,3', 5,5'-tetrachloro-4,4'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-dibromo-4,4'-dihydroxybiphenyl, 3, 3 ', 5,5'-tetrabromo-4,4'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-difluoro-4,4'-dihydroxybiphenyl, 3,3', 5,5'-tetrafluoro-4,4 ' -Dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 2,2'-dihydroxydiphenylmethane, 3,3'-dimethyl-4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 3,3 ', 5 , 5′-tetramethyl-4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 3,3′-dichloro-4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 3,3 ′, 5,5′-tetrachloro-4,4′-dihydroxydiphenylmethane 3,3′-dibromo-4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 3,3 ′, 5,5′-tetrabromo-4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 3,3′-difluoro-4,4′-dihydroxydiphenylmethane 3,3′5,5′-tetrafluoro-4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 2,2′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3′-dimethyl-4,4′-dihydroxy Diphenyl ether, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3′-di Chloro-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3 ′, 5,5′-tetrachloro-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3′-dibromo-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3 ′ , 5,5′-tetrabromo-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3′-difluoro-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3 ′, 5,5′-tetrafluoro-4,4′-dihydroxy Diphenyl ether, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide, 2,2′-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3′-dimethyl-4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4 , 4′-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3′-dichloro-4,4′-dihydroxydiphenylsulfide 3,3 ′, 5,5′-tetrachloro-4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3′-dibromo-4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3 ′, 5,5′-tetrabromo -4,4'-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3'-difluoro-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3 ', 5,5'-tetrafluoro-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfide, 4, 4'-dihydroxydiphenylsulfone, 2,2'-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3'-dimethyl-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'- Dihydroxydiphenylsulfone, 3,3′-dichloro-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3 ′, 5,5′-tetrachloro-4,4′-di Droxydiphenylsulfone, 3,3′-dibromo-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3 ′, 5,5′-tetrabromo-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3′-difluoro-4 , 4′-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3 ′, 5,5′-tetrafluoro-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (2 -Hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-chloro-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5- Dichloro-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-bromo-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-didibu Mo-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-fluoro-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-difluoro-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane, α, α′-bis (4-hydroxyphenyl) -1,4-diisopropylbenzene, α, α′-bis (2-hydroxyphenyl) -1,4 -Diisopropylbenzene, α, α'-bis (4-hydroxyphenyl) -1,3-diisopropylbenzene, α, α'-bis (2-hydroxyphenyl) -1,3-diisopropylbenzene, α, α'-bis (3-Methyl-4-hydroxyphenyl) -1,4-diisopropylbenzene, α, α′-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -1,4 -Diisopropylbenzene, α, α'-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -1,3-diisopropylbenzene, α, α'-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -1,3 -Diisopropyl benzene etc. are mentioned. These aromatic compounds can be used alone or in admixture of two or more.
一般式(4)で表される化合物、一般式(5)で表される化合物、芳香族求電子化合物のモル数の和と一般式(6)で表される化合物、一般式(7)で表される化合物、芳香族求核化合物のモル数の和の比は、1:0.8〜1.2が好ましく、1:0.9〜1.1がさらに好ましく、1:0.95〜1.05が特に好ましい。 In the compound represented by the general formula (4), the compound represented by the general formula (5), the sum of the number of moles of the aromatic electrophilic compound and the compound represented by the general formula (6), the general formula (7) The ratio of the sum of the number of moles of the compound represented by the aromatic nucleophilic compound is preferably 1: 0.8 to 1.2, more preferably 1: 0.9 to 1.1, and 1: 0.95 to 1.05 is particularly preferred.
本発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物は公知の方法(第四版 実験科学講座 28巻 P.355)に準じて合成できるが、特に、芳香族求電子化合物と、芳香族求核化合物から選ばれる各々一つまたは複数の化合物とを塩基性条件下で重縮合させる方法が好適に用いられる。 The polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention can be synthesized according to a known method (4th edition, Experimental Science Course, Vol. 28, P.355), and in particular, an aromatic electrophilic compound and an aromatic nucleophilic compound. A method in which one or a plurality of compounds selected from is polycondensed under basic conditions is preferably used.
反応剤の種類や反応条件等は特に規定されることはなく、公知の反応剤や反応条件等を適用できる。反応剤としてはアルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム)、アルカリ土類金属(カリウム、ストロンチウム、バリウム)、酸化亜鉛などの塩基性金属化合物、各種金属の炭酸塩(炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム)、酢酸塩(酢酸ナトリウム、酢酸リチウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム)、水酸化物(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム)、第四級アンモニウム塩(トリメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド)、有機塩基(トリエチルアミン、ピリジン、メチルイミダゾール、モルホリン、トリブチルアンモニウム、トリス(2−ヒドロキシエチル)アミン)などが挙げられる。 The type of reaction agent, reaction conditions, and the like are not particularly defined, and known reaction agents, reaction conditions, and the like can be applied. Reactants include alkali metals (lithium, sodium, potassium), alkaline earth metals (potassium, strontium, barium), basic metal compounds such as zinc oxide, various metal carbonates (sodium carbonate, lithium carbonate, potassium carbonate, Cesium carbonate), acetate (sodium acetate, lithium acetate, potassium acetate, cesium acetate), hydroxide (lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, calcium hydroxide), quaternary ammonium salt (Trimethylammonium hydroxide, triethylammonium hydroxide, tributylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide), organic bases (triethylamine, pyridine, methylimidazole, morpholine, tributylammonium, (2-hydroxyethyl) amine) and the like.
これら反応剤の使用量は、一般式(6)の化合物、一般式(7)の化合物、芳香族求核化合物のモル数の和1モルに対して、0.05〜10.0モルが好ましく、0.1〜4.0モルより好ましく、0.5〜2.5モルがさらに好ましい。 The amount of these reactants used is preferably 0.05 to 10.0 moles per mole of the sum of the number of moles of the compound of the general formula (6), the compound of the general formula (7), and the aromatic nucleophilic compound. 0.1 to 4.0 mol is more preferable, and 0.5 to 2.5 mol is more preferable.
本発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物を製造する反応は、通常、溶媒中で行う。好ましい溶媒としては、下記のようなものが挙げられる。 The reaction for producing the polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention is usually carried out in a solvent. The following are mentioned as a preferable solvent.
1)エーテル系溶媒
1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、テトラヒドロフラン、ビス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]エーテル、1,4−ジオキサン等。
2)非プロトン性アミド系溶媒
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、ヘキサメチルホスホロトリアミド等。
3)アミン系溶媒
ピリジン、キノリン、イソキノリン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、イソホロン、ピペリジン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンン等。
4)その他の溶媒
ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ジフェニルエーテル、スルホラン、ジフェニルスルホン、テトラメチル尿素、アニソール等。
1) Ether solvent 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, tetrahydrofuran, bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] ether, 1,4-dioxane and the like.
2) Aprotic amide solvents N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N -Methylcaprolactam, hexamethylphosphorotriamide and the like.
3) Amine solvents Pyridine, quinoline, isoquinoline, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, isophorone, piperidine, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine etc.
4) Other solvents Dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, diphenyl ether, sulfolane, diphenyl sulfone, tetramethyl urea, anisole and the like.
上記の溶媒中で、特に好ましい溶媒は、上記2)項の非プロトン性アミド系溶媒と4)項のジメチルスルホキシド、スルホランが挙げられ、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホランは特に好ましい。 Among the above-mentioned solvents, particularly preferred solvents include the aprotic amide solvent described in the above item 2) and the dimethyl sulfoxide and sulfolane described in the item 4). N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N -Methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, sulfolane are particularly preferred.
これらの溶媒は、単独または2種以上混合して用いても差し支えない。また、下記5)項に示す溶媒と混合して用いることもできる。混合して用いる場合は、必ずしも任意の割合で相互に溶解するような溶媒の組み合わせを選択する必要はなく、混合し合わなく不均一でも差し支えない。また、反応濃度、反応液粘度の調整のために反応途中で溶媒を溜去、添加しても良い。濃度プロファイルは、仕込み時は溶解のために低濃度とし、中期は反応促進のために高濃度とし、終期は流動化のために再び低濃度とすることが好ましい。 These solvents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, it can also be used by mixing with the solvent shown in the following item 5). When mixed and used, it is not always necessary to select a combination of solvents that are mutually soluble in an arbitrary ratio, and they may be mixed or non-uniform. Further, the solvent may be distilled off and added during the reaction in order to adjust the reaction concentration and the reaction solution viscosity. The concentration profile is preferably a low concentration for dissolution at the time of charging, a high concentration for promoting the reaction in the middle period, and a low concentration again for fluidization in the final period.
これらの溶媒中で行う反応の濃度(以下、重合濃度と称する。)に制限はないが、低濃度では反応速度が低下し、高濃度では粘度が高くなりすぎ攪拌が困難になる。適当な濃度は固形分濃度として好ましくは1%〜100%(無溶媒)であり、より好ましくは5%〜70%であり、さらに好ましくは10%〜50%である。 The concentration of the reaction performed in these solvents (hereinafter referred to as polymerization concentration) is not limited, but the reaction rate decreases at low concentrations, and the viscosity becomes too high at high concentrations, making stirring difficult. The appropriate concentration is preferably 1% to 100% (no solvent) as the solid content concentration, more preferably 5% to 70%, and still more preferably 10% to 50%.
雰囲気は、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンが好ましく用いられ、不活性気体(例えば、窒素やアルゴン)がより好ましい。 The atmosphere is preferably air, nitrogen, helium, neon, or argon, and more preferably an inert gas (for example, nitrogen or argon).
また、反応によって生成する水を系外に除く為に、別の溶媒を共存させることもできる。ここで用いられる溶媒としては、下記5)が挙げられる。
5)共沸用溶媒
ベンゼン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、ブロムベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、p−ジブロモベンゼン、o−クロロトルエン、m−クロロトルエン、p−クロロトルエン、o−ブロモトルエン、m−ブロモトルエン、およびp−ブロモトルエンなどが挙げられる。これら溶媒は、単独または2種以上混合して用いても差し支えない。
Moreover, in order to remove the water produced | generated by reaction out of a system, another solvent can also coexist. Examples of the solvent used here include the following 5).
5) Solvent for azeotrope benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, bromobenzene, o-dibromobenzene, m-dibromo Examples include benzene, p-dibromobenzene, o-chlorotoluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-bromotoluene, m-bromotoluene, and p-bromotoluene. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
また、上記1)〜5)項に示す溶媒2種以上を混合して用いることもできる。混合して用いる場合は、必ずしも任意の割合で相互に溶解するような溶媒の組み合わせを選択する必要はなく、混合し合わなく不均一でも差し支えない。それら脱水剤の使用量は、なんら制限はない。 Further, two or more solvents shown in the above items 1) to 5) may be mixed and used. When mixed and used, it is not always necessary to select a combination of solvents that are mutually soluble in an arbitrary ratio, and they may be mixed or non-uniform. There is no limit to the amount of these dehydrating agents used.
反応温度、反応時間および反応圧力には、特に制限はなく公知の条件が適用できる。すなわち、反応温度は、50℃〜300℃が好ましく、100℃〜270℃がより好ましく、130℃〜250℃がさらに好ましい。また、反応時間は、使用するモノマーの種類、溶媒の種類および反応温度により異なるが、1〜72時間が好ましい。より好ましくは3時間〜60時間であり、さらに好ましくは、5時間〜48時間である。反応圧力については加圧下、減圧下でもよいが、常圧で構わない。 There are no particular limitations on the reaction temperature, reaction time, and reaction pressure, and known conditions can be applied. That is, the reaction temperature is preferably 50 ° C to 300 ° C, more preferably 100 ° C to 270 ° C, and further preferably 130 ° C to 250 ° C. Moreover, although reaction time changes with the kind of monomer to be used, the kind of solvent, and reaction temperature, 1 to 72 hours are preferable. More preferably, it is 3 hours-60 hours, More preferably, it is 5 hours-48 hours. The reaction pressure may be under pressure or under reduced pressure, but may be normal pressure.
本発明の高分子電解質に含まれる高分子化合物の合成法として上記重合による方法の他に、高分子にスルホン酸基を導入する方法も挙げられる。
スルホン化方法としては、例えば、上記スルホン酸基を有しないポリマーを、無水硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸、硫酸などの公知のスルホン化剤を用いて、公知の条件でスルホン化することができる。
As a method for synthesizing the polymer compound contained in the polymer electrolyte of the present invention, in addition to the above polymerization method, a method of introducing a sulfonic acid group into the polymer can also be mentioned.
As the sulfonation method, for example, the polymer having no sulfonic acid group can be sulfonated under known conditions using a known sulfonating agent such as sulfuric anhydride, fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, sulfuric acid and the like. .
このスルホン化の反応条件としては、上記スルホン酸基を有しないポリマーを、無溶剤下、または溶剤存在下で、上記スルホン化剤と反応させる。溶剤としては、例えば、n−ヘキサンなどの炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶剤、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドのような非プロトン系極性溶剤のほか、テトラクロロエタン、ジクロロエタン、クロロホルム、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。反応温度は特に制限はないが、好ましくは−50〜200℃、より好ましくは−10〜100℃である。また、反応時間は、好ましくは0.5〜100時間、より好ましくは1〜50時間である。 As the reaction conditions for the sulfonation, the polymer having no sulfonic acid group is reacted with the sulfonating agent in the absence of a solvent or in the presence of a solvent. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as n-hexane, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethyl sulfoxide. In addition to aprotic polar solvents, halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethane, dichloroethane, chloroform, and methylene chloride. Although there is no restriction | limiting in particular in reaction temperature, Preferably it is -50-200 degreeC, More preferably, it is -10-100 degreeC. Moreover, reaction time becomes like this. Preferably it is 0.5 to 100 hours, More preferably, it is 1 to 50 hours.
さらに高分子化合物にスルホン酸基を導入する方法としては、上記の他に以下のような導入方法を用いることができる。
例えば、後記するクロロメチルメチルエーテル等のハロゲノメチル化剤を用いてハロゲノメチル化ポリマーとし、次いでハロゲン部位をアセチルチオ化した後、酸化してスルホン酸基にする方法などが挙げられる。また、より炭素数の多いスルホアルキル基の場合には例えばCl−(CH2)n−COCl(nは例えば2〜6)で示されるクロロ置換酸クロライドで常法、例えば塩化アルミニウムや塩化鉄などのルイス酸を用いたフリーデルクラフツ反応によりクロロ置換アシル基を導入し、次いでジメチルチオエーテルとチオ硫酸ソーダで、クロロ原子をスルホン酸基とした後、カルボニル基をヒドラジンで還元する方法またはJ.Org.Chem.45.2717(1980)に記載されている方法に準じて、芳香環の水素をリチウム化し、次いでジハロゲノアルカンでハロゲノアルキル化し、その後は上記の方法でクロロ原子をスルホン酸基に変換する方法などが挙げられる。
Furthermore, as a method for introducing a sulfonic acid group into the polymer compound, the following introduction method can be used in addition to the above.
For example, a halogenomethylated polymer using a halogenomethylating agent such as chloromethylmethyl ether described later is used, and then a halogen site is acetylthiolated and then oxidized to a sulfonic acid group. In the case of a sulfoalkyl group having a larger number of carbon atoms, for example, a chloro-substituted acid chloride represented by Cl— (CH 2 ) n —COCl (n is, for example, 2 to 6) is used in a conventional manner, such as aluminum chloride or iron chloride. A method in which a chloro-substituted acyl group is introduced by a Friedel-Crafts reaction using a Lewis acid, and then the chloro atom is converted to a sulfonic acid group with dimethylthioether and sodium thiosulfate, and then the carbonyl group is reduced with hydrazine. Org. Chem. 45.2717 (1980), lithiating hydrogen of an aromatic ring, then halogenoalkylating with a dihalogenoalkane, and then converting the chloro atom to a sulfonic acid group by the above method, etc. Is mentioned.
本発明において好ましいハロゲノメチル基を芳香環に導入(芳香環のハロゲノメチル化反応)するには、公知反応が広範囲に使用できる。例えばクロロメチル化剤として、クロロメチルメチルエーテル、クロロメチルエチルエーテル、クロロメチルオクチルエーテル、1,4−ビス(クロロメトキシ)ブタン、1−クロロメトキシ−4−クロロブタンなどを用い、触媒として塩化スズ、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化チタンなどのルイス酸やフッ化水素酸などを用いてクロロメチル化反応を行うことにより、芳香環にクロロメチル基を導入することができる。溶媒には、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼンなどを用い、均一系で反応を行うことが好ましい。また、パラホルムアルデヒドと塩化水素、もしくは臭化水素などを用いてハロゲノメチル化反応を行うこともできる。 In order to introduce a preferred halogenomethyl group in the present invention into an aromatic ring (halogenomethylation reaction of an aromatic ring), known reactions can be widely used. For example, as a chloromethylating agent, chloromethyl methyl ether, chloromethyl ethyl ether, chloromethyl octyl ether, 1,4-bis (chloromethoxy) butane, 1-chloromethoxy-4-chlorobutane, etc. are used, and tin chloride is used as a catalyst. A chloromethyl group can be introduced into the aromatic ring by performing a chloromethylation reaction using Lewis acid such as zinc chloride, aluminum chloride, titanium chloride or hydrofluoric acid. The solvent is preferably dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, etc., and the reaction is preferably carried out in a homogeneous system. Alternatively, a halogenomethylation reaction can be performed using paraformaldehyde and hydrogen chloride, hydrogen bromide, or the like.
さらにスルホン酸基の導入方法としては、一般的な方法としては、例えば、下記一般式(X)に示されるようなスルトン類とルイス酸(例えば、AlCl3)を用いたフリーデルクラフツ反応 (Journal of Applied Polymer Science, Vol. 36, 1753-1767, 1988)を用いることができる。 As a general method for introducing a sulfonic acid group, for example, a Friedel-Crafts reaction using a sultone represented by the following general formula (X) and a Lewis acid (for example, AlCl 3 ) (Journal of Applied Polymer Science, Vol. 36, 1753-1767, 1988) can be used.
フリーデルクラフツ反応を行う場合は、アルキルスルホン化剤としてα、β不飽和スルトン等を用いることができる。溶媒としては炭化水素(ベンゼン、トルエン、ニトロベンゼン、アセトフェノン等)、ハロゲン化アルキル(塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、四塩化炭素、トリクロロエタン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、トリクロロベンゼン等)等を用いることができる。反応温度は、室温(例えば、18℃)から250℃の範囲で選べばよい。これらの反応において溶媒は2種以上を混合して用いてもよい。 When performing the Friedel-Crafts reaction, α, β unsaturated sultone and the like can be used as the alkyl sulfonating agent. As the solvent, hydrocarbons (benzene, toluene, nitrobenzene, acetophenone, etc.), alkyl halides (methylene chloride, chloroform, dichloroethane, carbon tetrachloride, trichloroethane, dichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, trichlorobenzene, etc.) can be used. . The reaction temperature may be selected in the range of room temperature (for example, 18 ° C.) to 250 ° C. In these reactions, a mixture of two or more solvents may be used.
なお、本発明のスルホン基含有高分子化合物の構造は、赤外線吸収スペクトルによって、1,030〜1,045cm-1、1,160〜1,190cm-1のS=O吸収、1,130〜1,250cm-1のC−O−C吸収、1,640〜1,660cm-1のC=O吸収などにより確認でき、これらの組成比は、スルホン酸の中和滴定や、元素分析により知ることができる。また、核磁気共鳴スペクトル( 1H−NMR)により、6.8〜8.0ppmの芳香族プロトンのピークから、その構造を確認することができる。 The structure of the sulfonic group-containing polymer compound of the present invention, the infrared absorption spectrum, 1,030~1,045cm -1, S = O absorption at 1,160~1,190cm -1, 1,130~1 , C-O-C absorption at 250 cm -1, can be confirmed by such C = O absorption of 1,640~1,660Cm -1, these composition ratio, neutralization titration of sulfonic acid or be known by elemental analysis Can do. Moreover, the structure can be confirmed from the peak of the aromatic proton at 6.8 to 8.0 ppm by nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR).
得られた高分子電解質をプロトン伝導材料として使用する場合、プロトン型に変換する必要がある。この工程は高分子電解質を酸性溶液に浸漬することで行う。酸性溶液としてはプロトン酸溶液が好ましく、このプロトン酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、過塩素酸、テトラフルオロ硼酸、ヘキサフルオロ砒素酸、臭化水素酸、固体酸(例えば、タングストリン酸、タングステンペルオキソ錯体等)等、スルホン酸類(例えば、炭素数1〜15のスルホン酸類であり、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ヘキサフルオロベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ドデシルスルホン酸等)が挙げられる。これらを2種以上併用することも可能である。特に塩酸、硝酸が好ましい。この工程における温度は10〜100℃が好ましく、20〜80℃がより好ましい。反応時間は0.1〜24時間が好ましく、0.5〜12時間がさらに好ましい。酸溶液の濃度は0.1〜10規定が好ましく、0.5〜5規定がより好ましい。 When the obtained polymer electrolyte is used as a proton conductive material, it needs to be converted into a proton type. This step is performed by immersing the polymer electrolyte in an acidic solution. As the acidic solution, a protonic acid solution is preferable, and as the protonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, tetrafluoroboric acid, hexafluoroarsenic acid, hydrobromic acid, solid acid (for example, tungstophosphoric acid, tungsten And sulfonic acids (for example, sulfonic acids having 1 to 15 carbon atoms, such as benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, hexafluorobenzenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, dodecylsulfonic acid, etc.). Two or more of these may be used in combination. Hydrochloric acid and nitric acid are particularly preferable. 10-100 degreeC is preferable and the temperature in this process has more preferable 20-80 degreeC. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.5 to 12 hours. The concentration of the acid solution is preferably 0.1 to 10 N, and more preferably 0.5 to 5 N.
本発明の固体電解質を、多孔質基材の細孔に含浸させて膜を形成することが可能である。細孔を有する基材上に本発明の第二工程終了後の反応液を塗布含浸させるか、基材を反応液に浸漬し、細孔内に固体電解質を満たして膜を形成してもよい。細孔を有する基材の好ましい例としては、多孔性ポリプロピレン、多孔性ポリテトラフルオロエチレン、多孔性架橋型耐熱性ポリエチレン、多孔性ポリイミドなどが挙げられる。 It is possible to form a film by impregnating the solid electrolyte of the present invention into the pores of the porous substrate. The reaction solution after completion of the second step of the present invention may be applied and impregnated on a substrate having pores, or the substrate may be immersed in the reaction solution to fill the pores with a solid electrolyte to form a film. . Preferable examples of the substrate having pores include porous polypropylene, porous polytetrafluoroethylene, porous cross-linked heat-resistant polyethylene, and porous polyimide.
さらに必要に応じて調湿した環境での加熱処理、放射線(可視光、紫外線、γ線、電子線等)照射処理を行って改質処理を行っても良い。 Further, if necessary, the modification treatment may be performed by performing a heat treatment in a conditioned environment and a radiation (visible light, ultraviolet ray, γ ray, electron beam, etc.) irradiation treatment.
架橋工程の後に不要な成分を除去することを目的に、水、有機溶媒等による洗浄工程および乾燥工程を追加しても良い。 For the purpose of removing unnecessary components after the crosslinking step, a washing step and a drying step with water, an organic solvent or the like may be added.
固体電解質の他の成分
本発明の固体電解質には、膜特性を向上させるため、必要に応じて、酸化防止剤、繊維、微粒子、吸水剤、可塑剤、相溶剤等を添加してもよい。これら添加剤の含有量は固体電解質の全体量に対し1〜30質量%の範囲が好ましい。
Other components of solid electrolyte To improve the membrane characteristics, the solid electrolyte of the present invention may contain an antioxidant, fibers, fine particles, water-absorbing agent, plasticizer, compatibilizer, and the like, if necessary. The content of these additives is preferably in the range of 1 to 30% by mass with respect to the total amount of the solid electrolyte.
酸化防止剤としては、(ヒンダード)フェノール系、一価または二価のイオウ系、三価および五価のリン系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、シアノアクリレート系、サリチレート系、オキザリックアシッドアニリド系の各化合物が好ましい例として挙げられる。具体的には特開平8−53614号公報、特開平10−101873号公報、特開平11−114430号公報、特開2003−151346号公報に記載の化合物が挙げられる。 Antioxidants include (hindered) phenolic, monovalent or divalent sulfur, trivalent and pentavalent phosphorus, benzophenone, benzotriazole, hindered amine, cyanoacrylate, salicylate, oxalic Acid anilide compounds are preferred examples. Specific examples thereof include compounds described in JP-A-8-53614, JP-A-10-101873, JP-A-11-114430, and JP-A-2003-151346.
繊維としては、パーフルオロカーボン繊維、セルロース繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維等が好ましい例として挙げられ、具体的には特開平10−312815号公報、特開2000−231928号公報、特開2001−307545号公報、特開2003−317748号公報、特開2004−63430号公報、特開2004−107461号公報に記載の繊維が挙げられる。 Preferred examples of the fibers include perfluorocarbon fibers, cellulose fibers, glass fibers, polyethylene fibers, and the like, and specifically, JP-A-10-31815, JP-A-2000-231828, JP-A-2001-307545. Examples thereof include fibers described in JP-A No. 2003-317748, JP-A No. 2004-63430, and JP-A No. 2004-107461.
微粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等からなる微粒子が好ましい例として挙げられ、具体的には特開平6−111834号公報、特開2003−178777号公報、特開2004−217921号公報に記載の微粒子が挙げられる。 Examples of the fine particles include fine particles made of silica, alumina, titanium oxide, zirconium oxide, and the like. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-1111834, 2003-178777, and 2004-217921. Fine particles described in the publication can be mentioned.
吸水剤(親水性物質)としては、架橋ポリアクリル酸塩、デンプン−アクリル酸塩、ポバール、ポリアクリロニトリル、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリグリコールジアルキルエーテル、ポリグリコールジアルキルエステル、シリカゲル、合成ゼオライト、アルミナゲル、チタニアゲル、ジルコニアゲル、イットリアゲルが好ましい例として挙げられ、具体的には特開平7−135003号公報、特開平8−20716号公報、特開平9−251857号公報に記載の吸水剤が挙げられる。 Water-absorbing agents (hydrophilic substances) include cross-linked polyacrylate, starch-acrylate, poval, polyacrylonitrile, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyglycol dialkyl ether, polyglycol dialkyl ester, silica gel, synthetic zeolite, alumina gel , Titania gel, zirconia gel, and yttria gel are preferable examples. Specific examples include water absorbing agents described in JP-A Nos. 7-13003, 8-20716, and 9-251857. .
可塑剤としては、リン酸エステル系化合物、フタル酸エステル系化合物、脂肪族一塩基酸エステル系化合物、脂肪族二塩基酸エステル系化合物、二価アルコールエステル系化合物、オキシ酸エステル系化合物、塩素化パラフィン、アルキルナフタレン系化合物、スルホンアルキルアミド系化合物、オリゴエーテル類、カーボネート類、芳香族ニトリル類が好ましい例として挙げられ、具体的には特開2003−197030号公報、特開2003−288916号公報、特開2003−317539号公報に記載の可塑剤が挙げられる。 Plasticizers include phosphate ester compounds, phthalate ester compounds, aliphatic monobasic acid ester compounds, aliphatic dibasic acid ester compounds, dihydric alcohol ester compounds, oxyacid ester compounds, and chlorination. Paraffin, alkylnaphthalene compounds, sulfonalkylamide compounds, oligoethers, carbonates, and aromatic nitriles are preferable examples, and specifically, JP2003-970030A and JP2003-288916A. And plasticizers described in JP-A No. 2003-317539.
さらに本発明の固体電解質には、(1)膜の機械的強度を高める目的、および(2)膜中の酸濃度を高める目的で種々の高分子化合物を含有させてもよい。
(1)機械的強度を高める目的には、分子量10,000〜1,000,000程度で本発明の固体電解質と相溶性のよい高分子化合物が適する。例えば、パーフッ素化ポリマー、ポリスチレン、ポリエチレングリコール、ポリオキセタン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、およびこれらの2以上の重合体が好ましく、含有量としては全体に対し1〜30質量%の範囲が好ましい。
Further, the polymer electrolyte of the present invention may contain various polymer compounds for the purpose of (1) increasing the mechanical strength of the film and (2) increasing the acid concentration in the film.
(1) For the purpose of increasing mechanical strength, a polymer compound having a molecular weight of about 10,000 to 1,000,000 and having good compatibility with the solid electrolyte of the present invention is suitable. For example, perfluorinated polymer, polystyrene, polyethylene glycol, polyoxetane, poly (meth) acrylate, polyether ketone, polyether sulfone, and two or more polymers thereof are preferable, and the content is 1 to 30 based on the total. A range of mass% is preferred.
相溶剤としては、沸点または昇華点が250℃以上のものが好ましく、300℃以上のものがさらに好ましい。
(2)酸濃度を高める目的には、ナフィオンに代表されるパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマー、側鎖にリン酸基を有するポリ(メタ)アクリレート、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリスルホン、スルホン化ポリベンズイミダゾールなどの耐熱芳香族高分子のスルホン化物等にプトロン酸部位を有する高分子化合物などが好ましく、含有量としては全体に対し1〜30質量%の範囲が好ましい。
The compatibilizer preferably has a boiling point or sublimation point of 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher.
(2) For the purpose of increasing the acid concentration, perfluorocarbon sulfonic acid polymer represented by Nafion, poly (meth) acrylate having a phosphate group in the side chain, sulfonated polyetheretherketone, sulfonated polyethersulfone, sulfone Polymer compounds having a ptronic acid moiety in a sulfonated product of a heat-resistant aromatic polymer such as sulfonated polysulfone and sulfonated polybenzimidazole are preferred, and the content is preferably in the range of 1 to 30% by mass.
本発明の高分子電解質の特性としては、以下の諸性能を持つものが好ましい。
イオン伝導度は、例えば、25℃95%相対湿度において、0.005S/cm以上であることが好ましく、0.01S/cmより大きいものがより好ましい。
酸素透過係数は、1.0×10-12mol/cm・s以上であることが好ましく、3.0×10-12mol/cm・s以上であるものが特に好ましい。さらに、酸素透過係数は、5x10―12mol/cm・s以上であるものが好ましい。特に、25℃でこれらの要件を満たすものが好ましく、75℃でこれらの要件を満たすものがさらに好ましい。
強度としては、例えば、引っ張り強度が10MPa以上であるものが好ましく、20MPa以上であるものがより好ましい。
耐久性に関し、煮沸水中で一定温度での経時前後で、重量、イオン交換容量および酸素拡散係数の変化率が、それぞれ20%以下であることが好ましく、それぞれ10%以下であることがより好ましく、重量、イオン交換容量および酸素拡散係数の変化率のいずれもが10%以下であることがさらに好ましい。
さらに過酸化水素中における経時前後でも同様に変化率が20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましい。また、水中で一定温度での体積膨潤率は、50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましい。
本発明の高分子電解質は安定した吸水率および含水率を持つものが好ましい。また水に対し、溶解度は実質的に無視できる程度であるものが好ましい。また水に浸漬した時の重量減少、形態変化も実質的に無視できる程度であるものが好ましい。
膜状に形成した場合のイオン伝導方向は表面から裏面の方向が、それ以外の方向に対し高い方が好ましい。
本発明の高分子電解質が膜状に形成された場合、その厚みは10〜300μmが好ましい。本発明の高分子電解質の耐熱温度は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。耐熱温度は、例えば、1℃/分の測度で加熱していったときの重量減少が5%に達した時間として定義できる。この重量減少は、水分等の蒸発分を除いて計算される。
As the characteristics of the polymer electrolyte of the present invention, those having the following performances are preferred.
The ionic conductivity is, for example, preferably 0.005 S / cm or more at 25 ° C. and 95% relative humidity, and more preferably greater than 0.01 S / cm.
The oxygen permeability coefficient is preferably 1.0 × 10 −12 mol / cm · s or more, and particularly preferably 3.0 × 10 −12 mol / cm · s or more. Furthermore, the oxygen permeability coefficient is what is preferably 5x10- 12 mol / cm · s or more. In particular, those satisfying these requirements at 25 ° C. are preferred, and those satisfying these requirements at 75 ° C. are more preferred.
As the strength, for example, the tensile strength is preferably 10 MPa or more, and more preferably 20 MPa or more.
Regarding durability, the rate of change in weight, ion exchange capacity and oxygen diffusion coefficient before and after aging at a constant temperature in boiling water is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, More preferably, the weight, ion exchange capacity, and oxygen diffusion coefficient change rate are all 10% or less.
Further, the rate of change is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, before and after aging in hydrogen peroxide. Further, the volume swelling rate at a constant temperature in water is preferably 50% or less, and more preferably 30% or less.
The polymer electrolyte of the present invention preferably has a stable water absorption and water content. Further, it is preferable that the solubility in water is substantially negligible. Moreover, the thing which is a grade which can be substantially disregarded in the weight reduction and shape change when immersed in water is preferable.
When formed into a film, the ion conduction direction is preferably such that the direction from the front surface to the back surface is higher than the other directions.
When the polymer electrolyte of the present invention is formed in a film shape, the thickness is preferably 10 to 300 μm. The heat resistant temperature of the polymer electrolyte of the present invention is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, and further preferably 200 ° C. or higher. The heat resistant temperature can be defined as, for example, the time when the weight loss reaches 5% when heated at a rate of 1 ° C./min. This weight loss is calculated excluding evaporation such as moisture.
本発明の高分子電解質は、燃料電池用電極、電極膜接合体(Membrane and Electrode Assembly)(以下「MEA」という)および、該電極膜接合体を用いた燃料電池に用いることができる。
図1は本発明の電極膜接合体の断面概略図の一例を示したものである。MEA10は、膜状の高分子電解質膜11と、それを挟んで対向するアノード電極12及カソード電極13を備える。ここでいう高分子電解質膜はナフィオン(登録商標)に代表されるパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマー、側鎖にリン酸基を有するポリ(メタ)アクリレート、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリスルホン等の耐熱芳香族高分子の膜が挙げられる。
アノード電極12とカソード電極13は、多孔質導電シート(例えばカーボンペーパー)12a、13aと触媒層12b、13bからなる。触媒層12b、13bは、白金粒子等の触媒金属を担持したカーボン粒子(例えばケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ等)を本発明の高分子電解質に分散させた分散物からなる。
The polymer electrolyte of the present invention can be used for an electrode for a fuel cell, an electrode membrane assembly (hereinafter referred to as “MEA”), and a fuel cell using the electrode membrane assembly.
FIG. 1 shows an example of a schematic cross-sectional view of the electrode membrane assembly of the present invention. The
The
電極の作製法について説明する。本発明の高分子電解質を溶媒に溶解し、白金担持カーボンと混合、分散する。このときの溶媒は複素環化合物(3−メチル−2−オキサゾリジノン、N−メチルピロリドン等)、環状エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン等)、鎖状エーテル類(ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等)、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル等)、多価アルコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン等)、ニトリル化合物(アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等)、非極性溶媒(トルエン、キシレン等)、塩素系溶媒(メチレンクロリド、エチレンクロリド等)、アミド類(N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、アセタミド等)、水等が好ましく用いられ、この中でも複素環化合物、アルコール類、多価アルコール類、アミド類が好ましく用いられる。 A method for manufacturing the electrode will be described. The polymer electrolyte of the present invention is dissolved in a solvent and mixed and dispersed with platinum-supporting carbon. Solvents at this time are heterocyclic compounds (3-methyl-2-oxazolidinone, N-methylpyrrolidone, etc.), cyclic ethers (dioxane, tetrahydrofuran, etc.), chain ethers (diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl). Ether, polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, etc.), alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, polyethylene glycol monoalkyl ether, polypropylene glycol monoalkyl ether, etc.), many Polyhydric alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, poly Pyrene glycol, glycerin, etc.), nitrile compounds (acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, benzonitrile, etc.), nonpolar solvents (toluene, xylene, etc.), chlorinated solvents (methylene chloride, ethylene chloride, etc.), Amides (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, acetamide, etc.), water and the like are preferably used, and among these, heterocyclic compounds, alcohols, polyhydric alcohols and amides are preferably used.
分散法は攪拌による方法でも良いが、超音波分散、ボールミル等を用いることもできる。得られた分散液は下記の塗布法を用いて塗布することができる。 The dispersion method may be a method using stirring, but ultrasonic dispersion, ball mill, or the like can also be used. The resulting dispersion can be applied using the following application method.
分散液の塗布について説明する。塗布工程においては、上記分散液を用いて、押出成型によって製膜してもよいし、これらの分散液をキャストまたは塗布して製膜してもよい。支持体は特に限定されないが、好ましい例としてはガラス基板、金属基板、高分子フィルム、反射板等を挙げることができる。高分子フィルムとしては、TAC(トリアセチルセルロース)等のセルロース系高分子フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)等のエステル系高分子フィルム、PTFE(ポリトリフルオロエチレン)等のフッ素系高分子フィルム、ポリイミドフィルム等が挙げられる。塗布方式は公知の方法でよく、例えばカーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、印刷コーティング法等を用いることができる。特に、支持体として導電性多孔質体(カーボンペーパー、カーボンクロス)を用いると直接触媒電極が作製できる。 Application of the dispersion will be described. In the coating step, the dispersion may be used to form a film by extrusion molding, or these dispersions may be cast or applied to form a film. Although a support body is not specifically limited, As a preferable example, a glass substrate, a metal substrate, a polymer film, a reflecting plate, etc. can be mentioned. Polymer films include cellulose polymer films such as TAC (triacetyl cellulose), ester polymer films such as PET (polyethylene terephthalate) and PEN (polyethylene naphthalate), and fluorine such as PTFE (polytrifluoroethylene). Examples thereof include a polymer film and a polyimide film. The coating method may be a known method, for example, curtain coating method, extrusion coating method, roll coating method, spin coating method, dip coating method, bar coating method, spray coating method, slide coating method, print coating method, etc. it can. In particular, when a conductive porous body (carbon paper, carbon cloth) is used as a support, a catalyst electrode can be directly produced.
これらの操作はカレンダーロール、キャストロール等のロールまたはTダイを用いたフィルム成形機で行うこともでき、プレス機器を用いたプレス成形とすることもできる。さらに延伸工程を追加し、膜厚制御、膜特性改良を行ってもよい。 These operations can be performed with a film forming machine using a roll such as a calender roll or a cast roll or a T die, or can be press forming using a press machine. Further, a stretching process may be added to control film thickness and improve film characteristics.
塗布工程の乾燥温度は乾燥速度に関連し、材料の性質に応じて選択することができる。好ましくは−20℃〜150℃であり、より好ましくは20℃〜120℃であり、さらに好ましくは50℃〜100℃である。乾燥時間は短時間であるほうが生産性の観点から好ましいが、あまり短時間であると気泡、表面の凹凸等の欠陥の原因となる。このため、乾燥時間は1分〜48時間が好ましく、5分〜10時間がより好ましく、10分〜5時間がさらに好ましい。また湿度の制御も重要であり、25〜100%相対湿度が好ましく、50%〜95%相対湿度がさらに好ましい。 The drying temperature of the coating process is related to the drying speed and can be selected according to the properties of the material. Preferably it is -20 degreeC-150 degreeC, More preferably, it is 20 degreeC-120 degreeC, More preferably, it is 50 degreeC-100 degreeC. A short drying time is preferable from the viewpoint of productivity. However, if the drying time is too short, defects such as bubbles and surface irregularities are caused. For this reason, the drying time is preferably 1 minute to 48 hours, more preferably 5 minutes to 10 hours, and further preferably 10 minutes to 5 hours. Control of humidity is also important, with 25-100% relative humidity being preferred, and 50% -95% relative humidity being more preferred.
塗布工程における塗布液中には金属イオンの含量が少ない物が好ましく、特に遷移金属イオン、中でも、鉄イオン、ニッケルイオン、コバルトイオンは少ない物が好ましい。含量は500ppm以下が好ましく、100ppm以下が特に好ましい。従って、前述の工程で使用する溶媒も、これらのイオンの含量の低い物が好ましい。 A thing with little content of metal ions is preferable in the coating liquid in a coating process, and especially a thing with few transition metal ions, especially iron ion, nickel ion, and cobalt ion is preferable. The content is preferably 500 ppm or less, particularly preferably 100 ppm or less. Therefore, the solvent used in the above-mentioned process is also preferably a solvent having a low content of these ions.
さらに製膜工程を経た後に表面処理を行ってもよい。表面処理としては、粗面処理、表面切削、除去、コーティング処理を行ってもよく、これらは高分子電解質膜あるいは多孔質導電体との密着を改良できることがある。 Furthermore, surface treatment may be performed after the film forming step. As the surface treatment, rough surface treatment, surface cutting, removal, and coating treatment may be performed, which may improve adhesion with the polymer electrolyte membrane or the porous conductor.
得られる高分子電解質の形状は、膜状が好ましく、厚さは5〜200μmが好ましく、10〜100μmがより好ましい。 The shape of the polymer electrolyte obtained is preferably a membrane, and the thickness is preferably 5 to 200 μm, more preferably 10 to 100 μm.
触媒層12b、13bを高分子電解質膜11に密着させるために、多孔質導電シート12a、13aに触媒層12b、13bを塗設したものを、高分子電解質(膜)11にホットプレス法(好ましくは120〜130℃、2〜100 kg/cm2)で圧着するか、適当な支持体に触媒層12b、13bを塗設したものを、高分子電解質11に転写しながら圧着した後、多孔質導電シート12a、13aで挟み込む方法を一般が好ましく用いられる。
In order to bring the catalyst layers 12b and 13b into close contact with the
図2は燃料電池構造の一例を示す。燃料電池はMEA10と、MEA10を挟持する一対のセパレータ21、22と、セパレータ21、22に取り付けられたステンレスネットからなる集電体17およびパッキン14とを有する。アノード極側のセパレータ21にはアノード極側開口部15が設けられ、カソード極側のセパレータ22にはカソード極側開口16設けられている。アノード極側開口部15からは、水素、アルコール類(メタノール等)等のガス燃料またはアルコール水溶液等の液体燃料が供給され、カソード極側開口部16からは、酸素ガス、空気等の酸化剤ガスが供給される。
FIG. 2 shows an example of a fuel cell structure. The fuel cell includes an
アノード電極およびカソード電極には、カーボン材料に白金などの活性金属粒子を担持した触媒が用いられる。通常用いられる活性金属の粒子サイズは、2〜10nmの範囲であり、粒子サイズが小さい程単位質量当りの表面積が大きくなるので活性が高まり有利であるが、小さすぎると凝集させずに分散させることが難しくなり、2nm程度が限度と言われている。 For the anode electrode and the cathode electrode, a catalyst in which active metal particles such as platinum are supported on a carbon material is used. The particle size of the active metal that is usually used is in the range of 2 to 10 nm. The smaller the particle size, the greater the surface area per unit mass and the greater the activity, which is advantageous. It is said that the limit is about 2 nm.
水素−酸素系燃料電池における活性分極はアノード極(水素極)に比べ、カソード極(空気極)が大きい。これは、アノード極に比べ、カソード極の反応(酸素の還元)が遅いためである。酸素極の活性向上を目的として、Pt−Cr、Pt−Ni、Pt−Co、Pt−Cu、Pt−Feなどのさまざまな白金基二元金属を用いることができる。アノード燃料にメタノール水溶液を用いる直接メタノール燃料電池においては、メタノールの酸化過程で生じるCOによる触媒被毒を抑制することが重要である。この目的のために、Pt−Ru、Pt−Fe、Pt−Ni、Pt−Co、Pt−Moなどの白金基二元金属、Pt−Ru−Mo、Pt−Ru−W、Pt−Ru−Co、Pt−Ru−Fe、Pt−Ru−Ni、Pt−Ru−Cu、Pt−Ru−Sn、Pt−Ru−Auなどの白金基三元金属を用いることができる。 The active polarization in the hydrogen-oxygen fuel cell is larger in the cathode electrode (air electrode) than in the anode electrode (hydrogen electrode). This is because the cathode electrode reaction (oxygen reduction) is slower than the anode electrode. For the purpose of improving the activity of the oxygen electrode, various platinum-based binary metals such as Pt—Cr, Pt—Ni, Pt—Co, Pt—Cu, and Pt—Fe can be used. In a direct methanol fuel cell using an aqueous methanol solution as an anode fuel, it is important to suppress catalyst poisoning due to CO that occurs during the oxidation process of methanol. For this purpose, platinum-based binary metals such as Pt—Ru, Pt—Fe, Pt—Ni, Pt—Co, Pt—Mo, Pt—Ru—Mo, Pt—Ru—W, Pt—Ru—Co Platinum-based ternary metals such as Pt—Ru—Fe, Pt—Ru—Ni, Pt—Ru—Cu, Pt—Ru—Sn, and Pt—Ru—Au can be used.
活性金属を担持させるカーボン材料としては、アセチレンブラック、Vulcan XC−72、ケチェンブラック、カーボンナノホーン(CNH)、カーボンナノチューブ(CNT)が好ましく用いられる。 As the carbon material for supporting the active metal, acetylene black, Vulcan XC-72, ketjen black, carbon nanohorn (CNH), and carbon nanotube (CNT) are preferably used.
触媒層の機能は、(1)燃料を活性金属に輸送すること、(2)燃料の酸化(アノード極)、還元(カソード極)反応の場を提供すること、(3)酸化還元により生じた電子を集電体に伝達すること、(4)反応により生じたプロトンを高分子電解質に輸送すること、である。(1)のために触媒層は、液体および気体燃料が奥まで透過できる多孔質性であることが必要である。(2)は上記で述べた活性金属触媒が、(3)は同じく上記で述べたカーボン材料が担う。(4)の機能を果たすために、触媒層に高分子電解質を混在させる。 The function of the catalyst layer was caused by (1) transporting the fuel to the active metal, (2) providing a field for fuel oxidation (anode electrode) and reduction (cathode electrode) reaction, and (3) redox. (4) transporting protons generated by the reaction to the polymer electrolyte. For (1), the catalyst layer needs to be porous so that liquid and gaseous fuel can permeate deeply. (2) is the active metal catalyst described above, and (3) is the same carbon material as described above. In order to fulfill the function (4), a polymer electrolyte is mixed in the catalyst layer.
触媒層のプロトン伝導材料としては、プロトン供与基を持った固体であれば制限はないが、高分子電解質に用いられる酸残基を有する高分子化合物(例えばナフィオンに代表されるパーフルオロカーボンスルホン酸、側鎖リン酸基ポリ(メタ)アクリレート、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリベンズイミダゾールなどの耐熱性芳香族高分子のスルホン化物など)が好ましく用いられる。本発明の高分子電解質を触媒層に用いると、高分子電解質と同種の材料となるため、高分子電解質と触媒層との電気化学的密着性が高まりより有利である。 The proton conductive material of the catalyst layer is not limited as long as it is a solid having a proton donating group, but a polymer compound having an acid residue used for a polymer electrolyte (for example, perfluorocarbon sulfonic acid represented by Nafion, Side chain phosphoric acid group poly (meth) acrylates, sulfonated polyether ether ketones, sulfonated products of heat-resistant aromatic polymers such as sulfonated polybenzimidazoles, etc.) are preferably used. When the polymer electrolyte of the present invention is used for the catalyst layer, the material is the same as that of the polymer electrolyte. Therefore, the electrochemical adhesion between the polymer electrolyte and the catalyst layer is increased, which is more advantageous.
活性金属の使用量は、0.03〜10mg/cm2の範囲が電池出力と経済性の観点から適している。活性金属を担持するカーボン材料の量は、活性金属の質量に対して、1〜10倍が適している。プロトン伝導材料の量は、活性金属担持カーボンの質量に対して、0.1〜0.7倍が適している。 The amount of active metal used is suitably in the range of 0.03 to 10 mg / cm 2 from the viewpoint of battery output and economy. The amount of the carbon material supporting the active metal is suitably 1 to 10 times the mass of the active metal. The amount of the proton conductive material is suitably 0.1 to 0.7 times the mass of the active metal-carrying carbon.
電極基材、透過層、あるいは裏打ち材とも呼ばれ、集電機能および水がたまりガスの透過が悪化するのを防ぐ役割を担う。通常は、カーボンペーパーやカーボン布を使用し、撥水化のためにポリテトラフルオロエチレン(PTFE)処理を施したものを使用することもできる。 It is also called an electrode base material, a permeable layer, or a backing material, and plays a role of collecting current and preventing water from accumulating and deteriorating gas permeation. Usually, carbon paper or carbon cloth can be used, and polytetrafluoroethylene (PTFE) treated for water repellency can be used.
MEAの作製には、次の4つの方法が好ましい。
(1)プロトン伝導材料塗布法:活性金属担持カーボン、プロトン伝導材料、溶媒を基本要素とする触媒ペースト(インク)を高分子電解質の両側に直接塗布し、多孔質導電シートを(熱)圧着して5層構成のMEAを作製する。
(2)多孔質導電シート塗布法:触媒ペーストを多孔質導電シート表面に塗布し、触媒層を形成させた後、高分子電解質と圧着し、5層構成のMEAを作製する。
(3)Decal法:触媒ペーストをPTFE上に塗布し、触媒層を形成させた後、高分子電解質に触媒層のみを転写させ3層のMEAを形成させ、多孔質導電シートを圧着し、5層構成のMEAを作製する。
(4)触媒後担持法:白金未担持カーボン材料をプロトン伝導材料とともに混合したインクを高分子電解質、多孔質導電シートあるいはPTFE上に塗布・製膜した後、白金イオンを当該高分子電解質に含浸させ、白金粒子を膜中で還元析出させて触媒層を形成させる。触媒層を形成させた後は、上記(1)〜(3)の方法にてMEAを作製する。
The following four methods are preferable for the production of MEA.
(1) Proton conductive material coating method: Directly apply catalyst paste (ink) based on active metal-supported carbon, proton conductive material, and solvent on both sides of the polymer electrolyte, and (thermal) pressure-bond the porous conductive sheet A five-layer MEA is manufactured.
(2) Porous conductive sheet coating method: After applying a catalyst paste to the surface of the porous conductive sheet to form a catalyst layer, it is pressure-bonded to a polymer electrolyte to prepare a MEA having a five-layer structure.
(3) Decal method: After applying a catalyst paste on PTFE to form a catalyst layer, only the catalyst layer is transferred to a polymer electrolyte to form a three-layer MEA, and a porous conductive sheet is pressure-bonded. A MEA having a layer structure is manufactured.
(4) Post-catalyst support method: After coating and film-forming an ink in which a platinum non-supported carbon material is mixed with a proton conductive material on a polymer electrolyte, a porous conductive sheet or PTFE, the polymer electrolyte is impregnated with the platinum electrolyte. Then, platinum particles are reduced and precipitated in the film to form a catalyst layer. After forming the catalyst layer, the MEA is produced by the above methods (1) to (3).
本発明の高分子電解質を用いる燃料電池の燃料として用いることのできるのは、アノード燃料としては、水素、アルコール類(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、エーテル類(ジメチルエーテル、ジメトキシメタン、トリメトキシメタンなど)、ギ酸、水素化ホウ素錯体、アスコルビン酸などが挙げられる。カソード燃料としては、酸素(大気中の酸素も含む)、過酸化水素などが挙げられる。 As fuel for the fuel cell using the polymer electrolyte of the present invention, as anode fuel, hydrogen, alcohols (methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), ethers (dimethyl ether, dimethoxymethane, trimethoxymethane) Etc.), formic acid, borohydride complexes, ascorbic acid and the like. Examples of the cathode fuel include oxygen (including oxygen in the atmosphere) and hydrogen peroxide.
上記アノード燃料およびカソード燃料を、それぞれの触媒層に供給する方法には、(1)ポンプ等の補機を用いて強制循環させる方法(アクティブ型)と、(2)補機を用いない方法(例えば、液体の場合には毛管現象や自然落下により、気体の場合には大気に触媒層を晒し供給するパッシブ型)の2通りがあり、これらを組み合わせることも可能である。高出力が得られるアクティブ型が好ましい。 The methods for supplying the anode fuel and the cathode fuel to the respective catalyst layers include (1) a method of forced circulation using an auxiliary device such as a pump (active type), and (2) a method not using an auxiliary device ( For example, in the case of a liquid, there are two types, ie, a passive type in which a catalyst layer is exposed to the atmosphere and supplied to the atmosphere in the case of a gas due to capillary action or natural fall, and these can be combined. An active type capable of obtaining high output is preferable.
燃料電池の単セル電圧は一般的に1V以下であるので、負荷の必要電圧に合わせて、単セルを直列スタッキングして用いる。スタッキングの方法としては、単セルを平面上に並べる「平面スタッキング」および、単セルを、両側に燃料流路の形成されたセパレータを介して積み重ねる「バイポーラースタッキング」が用いられる。後者は、熱効率が高く、電池がコンパクトになるため燃料電池に適している。この他にも、MEMS技術を応用し、シリコンウェハー上に微細加工を施し、スタッキングする方法も提案されている。 Since the single cell voltage of the fuel cell is generally 1 V or less, the single cells are used by stacking in series according to the required voltage of the load. As the stacking method, “planar stacking” in which single cells are arranged on a plane and “bipolar stacking” in which single cells are stacked via separators having fuel flow paths formed on both sides thereof are used. The latter is suitable for a fuel cell because of its high thermal efficiency and a compact battery. In addition to this, a method of applying MEMS technology, performing fine processing on a silicon wafer, and stacking has been proposed.
燃料電池は、運輸用、家庭用、携帯機器用など様々な利用が考えられているが、例えば、好ましく適用できる運輸用途としては、自動車(乗用車、貨物車、二輪車、個人用ビーグル)、船舶、家庭用としてはコジェネシステム、掃除機、ロボット、携帯機器としては携帯電話、ノートパソコン、電子スチルカメラ、PDA、ビデオカメラ、携帯ゲーム機、などが挙げられる。さらに、ポータブル発電機、野外照明機器などにも用いることができる。また、産業用や家庭用などのロボットあるいはその他の玩具の電源としても好ましく用いることができる。さらには、これらの機器に搭載された2次電池、キャパシタの充電用電源としても有用である。 The fuel cell is considered for various uses such as transportation, home use, and portable equipment. For example, preferable transportation applications include automobiles (passenger cars, freight cars, motorcycles, personal beagles), ships, For home use, cogeneration systems, vacuum cleaners, robots, and portable devices include mobile phones, notebook computers, electronic still cameras, PDAs, video cameras, and portable game machines. Furthermore, it can be used for portable generators, outdoor lighting devices, and the like. Moreover, it can be preferably used as a power source for industrial or household robots or other toys. Furthermore, it is also useful as a power source for charging secondary batteries and capacitors mounted on these devices.
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
[イオン伝導度]
高分子電解質膜を直径5mmの円形に打ち抜き、2枚のステンレス板に挟み、交流インピーダンス法により、25℃、相対湿度95%におけるイオン伝導度を測定した。
[Ionic conductivity]
The polymer electrolyte membrane was punched into a circle having a diameter of 5 mm, sandwiched between two stainless steel plates, and the ionic conductivity at 25 ° C. and relative humidity of 95% was measured by an alternating current impedance method.
[酸素透過度]
サンプル50mgをDMAc250μlで溶解し、この電解質溶液のうち20μlを回転ディスク電極の白金電極上に塗布した。40℃で24時間、さらに120℃で2時間乾燥し、この回転ディスク用電極を用いて、Journal of power Sources 149(2005)66に従い、25℃および75℃における酸素透過度を算出した。
[Oxygen permeability]
50 mg of a sample was dissolved in 250 μl of DMAc, and 20 μl of this electrolyte solution was applied on the platinum electrode of the rotating disk electrode. After drying at 40 ° C. for 24 hours and further at 120 ° C. for 2 hours, oxygen permeability at 25 ° C. and 75 ° C. was calculated according to Journal of power Sources 149 (2005) 66 using this rotating disk electrode.
燃料電池の作製
(1) 触媒膜の作製
白金担持カーボン(VulcanXC72に白金50質量%が担持)2gと高分子電解質溶液(5%N−メチルピロリドン水溶液)15gを混合し、超音波分散器で30分間分散させた。得られた分散物をカーボンペーパー(厚さ350μm)上に塗設し、加熱乾燥した後、所定の大きさに打ち抜き、触媒膜を作製した。
Fabrication of fuel cell (1) Fabrication of catalyst membrane 2 g of platinum-supported carbon (50% by mass of platinum is supported on Vulcan XC72) and 15 g of polymer electrolyte solution (5% N-methylpyrrolidone aqueous solution) are mixed with an ultrasonic disperser. Dispersed for minutes. The obtained dispersion was coated on carbon paper (thickness 350 μm), dried by heating, and then punched out to a predetermined size to prepare a catalyst film.
(2)MEAの作製
ナフィオン117の両面に上記で得られた触媒膜を塗布面がナフィオン117に接するように張り合わせ、125℃、3MPa、2分間で熱圧着しMEAを作製した。
(2) Production of MEA The catalyst film obtained above was bonded to both surfaces of Nafion 117 so that the coated surface was in contact with Nafion 117, and thermocompression bonded at 125 ° C. and 3 MPa for 2 minutes to produce MEA.
(3)燃料電池特性
(2)で得られたMEAを図2に示す燃料電池にセットし、アノード側開口部15に水素ガスをフローした。この時カソード側開口部16は大気をフローした。アノード電極12とカソード電極13間に、ポテンシオスタットを接続し700mVにおける電流値を記録した。
(3) Fuel cell characteristics The MEA obtained in (2) was set in the fuel cell shown in FIG. 2, and hydrogen gas was flowed into the
MEAを図2に示す燃料電池にセットし、アノード側開口部15に水素ガスをフローした。この時カソード側開口部16は大気をフローした。アノード電極12とカソード電極13間に、ポテンシオスタットを接続し700mVにおける電流値を記録した。結果を表1に示した。
The MEA was set in the fuel cell shown in FIG. 2, and hydrogen gas was flowed into the
[比較例]
Journal of Membrane Science 239(2004)119に従い、窒素雰囲気下、4、4'−ジクロロジフェニルスルホン56.86g(0.198mol)に発煙硝酸120ml加え溶解し、110℃で6時間攪拌した。室温まで冷却し、氷水800mlに加え360gのNaClを加え塩析した。濾過した後、水800mlで溶解し、2規定の水酸化ナトリウム水溶液でpH6〜7まで中和した。さらにNaCl200g加え、濾過した後、メタノール/水=7/3の水溶液で再結晶することで、52.6gの3,3’−ジスルホー4,4’−ジクロロジフェニルスルホンを合成した。3,3’−ジスルホー4,4’−ジクロロジフェニルスルホン0.7897g(2.75mmol):4,4’−ジクロロジフェニルスルホン1.3509g(2.75mmol):4,4’−イソプロピリデンジフェノール1.2556g(5.5mmol)=0.5:0.5:1の比率で該文献に従って重合を行い、高分子Aを1.46g得た。重量平均分子量は87.000であった。高分子Aをキャスト法にて製膜し、2mol/lの塩酸水溶液に一晩浸漬し塩交換を行うことでプロトン型に変換した。このプロトン型の膜のイオン伝導度は0.023S/cm、酸素透過係数は25℃で2.82x10―12mol/cm・s、75℃で3.44x10―12mol/cm・sであった。また、プロトン型に変換した膜を再溶解し、上記の方法で触媒膜、MEA、燃料電池を作製し、電池特性を記録した。得られた電流値は159mAであった。パーマコール値は42であった。
[Comparative example]
In accordance with Journal of Membrane Science 239 (2004) 119, 120 ml of fuming nitric acid was dissolved in 56.86 g (0.198 mol) of 4,4′-dichlorodiphenylsulfone under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 6 hours. The mixture was cooled to room temperature, added to 800 ml of ice water, and salted out by adding 360 g of NaCl. After filtration, it was dissolved in 800 ml of water and neutralized with 2N aqueous sodium hydroxide solution to pH 6-7. Further, 200 g of NaCl was added, filtered, and recrystallized with an aqueous solution of methanol / water = 7/3 to synthesize 52.6 g of 3,3′-disulfo-4,4′-dichlorodiphenylsulfone. 3,3′-Disulfo-4,4′-dichlorodiphenylsulfone 0.7897 g (2.75 mmol): 4,4′-dichlorodiphenylsulfone 1.3509 g (2.75 mmol): 4,4′-isopropylidenediphenol 1 Polymerization was carried out in accordance with this document in a ratio of 0.5556 g (5.5 mmol) = 0.5: 0.5: 1 to obtain 1.46 g of polymer A. The weight average molecular weight was 87.000. The polymer A was formed into a film by a casting method and immersed in a 2 mol / l aqueous hydrochloric acid solution overnight to perform salt exchange, thereby converting it into a proton type. Ion conductivity of this proton type of the film was 0.023S / cm, the oxygen permeability coefficient at 25 ℃ 2.82x10- 12 mol / cm · s, 75 at ℃ 3.44x10- 12 mol / cm · s . Further, the membrane converted to the proton type was redissolved, and the catalyst membrane, MEA, and fuel cell were prepared by the above method, and the cell characteristics were recorded. The obtained current value was 159 mA. The permacall value was 42.
[実施例1]
比較例の4,4’−イソプロピリデンジフェノールに代えて、和光純薬製の4,4'−(1−メチルエチルデン)−ビス(2,6−ジメチルフェノール)を用い、3,3’−ジスルホー4,4’−ジクロロジフェニルスルホン0.7897g(2.75mmol):4,4’−ジクロロジフェニルスルホン1.3509g(2.75mmol):4,4'−(1−メチルエチルデン)−ビス(2,6−ジメチルフェノール)1.5642g(5.5mmol)=0.5:0.5:1の比率で、比較例と同様に高分子B1を合成した。重量平均分子量は31,000であった。高分子B1をキャスト法にて製膜し、2mol/lの塩酸水溶液に一晩浸漬し塩交換を行うことでプロトン型に変換した。このプロトン型の膜のイオン伝導度は0.028S/cm、酸素透過係数は25℃で7.95x10―12mol/cm・s、75℃で1.32x10―11mol/cm・sであった。また、プロトン型に変換した膜を再溶解し、上記の方法で触媒膜、MEA、燃料電池を作製し、電池特性を記録した。得られた電流値は189mAであった。パーマコール値は6.5以下と推算した。
[Example 1]
Instead of 4,4′-isopropylidenediphenol of comparative example, 4,4 ′-(1-methylethylden) -bis (2,6-dimethylphenol) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used, and 3,3 ′ -Disulfo-4,4'-dichlorodiphenylsulfone 0.7897 g (2.75 mmol): 4,4'-dichlorodiphenylsulfone 1.3509 g (2.75 mmol): 4,4 '-(1-methylethylden) -bis Polymer B1 was synthesized in the same manner as in the comparative example at a ratio of 1.5642 g (5.5 mmol) = 0.5: 0.5: 1 (2,6-dimethylphenol). The weight average molecular weight was 31,000. The polymer B1 was formed into a film by a casting method, immersed in a 2 mol / l hydrochloric acid aqueous solution overnight and subjected to salt exchange to convert it into a proton type. Ion conductivity of this proton type of the film was 0.028S / cm, the oxygen permeability coefficient at 25 ℃ 7.95x10- 12 mol / cm · s, 75 at ℃ 1.32x10- 11 mol / cm · s . Further, the membrane converted to the proton type was redissolved, and the catalyst membrane, MEA, and fuel cell were prepared by the above method, and the cell characteristics were recorded. The obtained current value was 189 mA. The permacall value was estimated to be 6.5 or less.
[実施例2]
公知の方法に従い、窒素雰囲気下、アルドリッチ社製の2、2’−ジアリルビスフェノールA 24.67g(80mmol)をトルエン150mlに溶解し、0℃でトリエチルシラン28ml(175mmol)と塩化白金酸250mgのベンゾニトリル溶液4mlを加え、室温1時間ハイドロシリレーションを行った。反応液を濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製することで、24.7gの3,3’−ビス(トリエチルシリルプロピル)ビスフェノールAを合成した。合成した3,3’−ビス(トリエチルシリルプロピル)ビスフェノールAを比較例の4,4’−イソプロピリデンジフェノールに代えて用い、3,3’−ジスルホー4,4’−ジクロロジフェニルスルホン0.7897g(2.75mmol):4,4’−ジクロロジフェニルスルホン1.3509g(2.75mmol):3,3’−ビス(トリエチルシリルプロピル)ビスフェノールA 2.9754g(5.5mmol)=0.5:0.5:1の比率で、比較例と同様に高分子B2を合成した。重量平均分子量は59,000であった。高分子B2をキャスト法にて製膜し、2mol/lの塩酸水溶液に一晩浸漬し塩交換を行うことでプロトン型に変換した。このプロトン型の膜のイオン伝導度は0.027s/cm、酸素透過係数は25℃で7.75x10―12mol/cm・s、75℃で1.90x10―11mol/cm・sであった。また、プロトン型に変換した膜を再溶解し、上記の方法で触媒膜、MEA、燃料電池を作成し、電池特性を記録した。得られた電流値は196mAであった。パーマコール値は6.5以下と推算した。
[Example 2]
According to a known method, 24.67 g (80 mmol) of 2,2′-diallylbisphenol A (Aldrich) was dissolved in 150 ml of toluene in a nitrogen atmosphere, and 28 ml (175 mmol) of triethylsilane and 250 mg of chloroplatinic acid 250 mg were dissolved at 0 ° C. 4 ml of nitrile solution was added and hydrosilylation was performed for 1 hour at room temperature. The reaction solution was concentrated and purified by silica gel chromatography to synthesize 24.7 g of 3,3′-bis (triethylsilylpropyl) bisphenol A. The synthesized 3,3′-bis (triethylsilylpropyl) bisphenol A was used in place of the comparative 4,4′-isopropylidene diphenol, and 3,3′-disulfo-4,4′-dichlorodiphenylsulfone 0.7897 g (2.75 mmol): 4,4′-dichlorodiphenylsulfone 1.3509 g (2.75 mmol): 3,3′-bis (triethylsilylpropyl) bisphenol A 2.9754 g (5.5 mmol) = 0.5: 0 Polymer B2 was synthesized in a ratio of 5: 1 as in the comparative example. The weight average molecular weight was 59,000. The polymer B2 was formed into a film by a casting method and immersed in a 2 mol / l hydrochloric acid aqueous solution overnight to perform salt exchange, thereby converting it into a proton type. Ion conductivity of this proton type of the film was 0.027s / cm, the oxygen permeability coefficient at 25 ℃ 7.75x10- 12 mol / cm · s, 75 at ℃ 1.90x10- 11 mol / cm · s . Further, the membrane converted to the proton type was redissolved, catalyst membrane, MEA, and fuel cell were prepared by the above-mentioned method, and the cell characteristics were recorded. The obtained current value was 196 mA. The permacall value was estimated to be 6.5 or less.
[実施例3]
公知の方法に従い、窒素雰囲気下、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン30.76g(120mmol)と炭酸カリウム29.8g(288mmol)とDMF100mlを混合し、80℃に加熱した。続いて、アリルブロミド32.15g(265mmol)を滴下し、80℃のまま3時間攪拌した。室温まで冷却し、水に加え酢酸エチルで抽出し、飽和NaClで洗浄した。反応混合物を濃縮後、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製することで、28.83gの2,2−ビス(4−アリルオキシ−3−メチルフェニル)プロパンを合成した。窒素雰囲気下、合成した2,2−ビス(4−アリルオキシ−3−メチルフェニル)プロパン24.83g(73.8mmol)を200℃、6時間加熱攪拌した。室温に冷却後、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製することで、14.36gの2,2−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパンを合成した。さらに、公知の方法に従い、窒素雰囲気下、合成した2,2−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)5.0g(14.86mmol)をトルエン25mlに溶解し、0℃でトリエチルシシラン5.7ml(35.6mmol)と塩化白金酸46mgのベンゾニトリル溶液1mlを加え、室温6時間ハイドロシリレーションを行った。反応液を濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製することで、1.9gの2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−トリエチルシリルプロピルフェニル)プロパンを合成した。比較例の4,4’−イソプロピリデンジフェノールに代えて合成した、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−トリエチルシリルプロピルフェニル)プロパンを用い、3,3’−ジスルホー4,4’−ジクロロジフェニルスルホン0.7897g(2.75mmol):4,4’−ジクロロジフェニルスルホン1.3509g(2.75mmol):2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−トリエチルシリルプロピルフェニル)プロパン1.5649(2.75mmol):ビスフェノールA 0.6278(2.75mmol)=0.5:0.5:0.5:0.5の比率で、比較例と同様に高分子B3を1.19g合成した。重量平均分子量は43,000であった。高分子B3をキャスト法にて製膜し、2mol/lの塩酸水溶液に一晩浸漬し塩交換を行うことでプロトン型に変換した。このプロトン型の膜のイオン伝導度は0.029s/cm、酸素透過係数は25℃で8.00x10―12mol/cm・s、75℃で2.03x10―11mol/cm・sであった。また、プロトン型に変換した膜を再溶解し、上記の方法で触媒膜、MEA、燃料電池を作製し、電池特性を記録した。得られた電流値は209mAであった。パーマコール値は約6.0以下と推算した。
[Example 3]
According to a known method, 30.76 g (120 mmol) of 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 29.8 g (288 mmol) of potassium carbonate and 100 ml of DMF are mixed and heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. did. Subsequently, 32.15 g (265 mmol) of allyl bromide was added dropwise, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 3 hours. The mixture was cooled to room temperature, added to water, extracted with ethyl acetate, and washed with saturated NaCl. The reaction mixture was concentrated and purified by silica gel chromatography to synthesize 28.83 g of 2,2-bis (4-allyloxy-3-methylphenyl) propane. Under a nitrogen atmosphere, 24.83 g (73.8 mmol) of the synthesized 2,2-bis (4-allyloxy-3-methylphenyl) propane was heated and stirred at 200 ° C. for 6 hours. After cooling to room temperature, 14.36 g of 2,2-bis (3-allyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propane was synthesized by purification by silica gel chromatography. Furthermore, according to a known method, 5.0 g (14.86 mmol) of 2,2-bis (3-allyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) synthesized was dissolved in 25 ml of toluene under a nitrogen atmosphere at 0 ° C. 5.7 ml (35.6 mmol) of triethyl silane and 1 ml of benzonitrile solution of 46 mg of chloroplatinic acid were added, and hydrosilylation was performed at room temperature for 6 hours. The reaction solution was concentrated and purified by silica gel chromatography to synthesize 1.9 g of 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxy-5-triethylsilylpropylphenyl) propane. 2,3-bis (3-methyl-4-hydroxy-5-triethylsilylpropylphenyl) propane synthesized in place of the comparative 4,4′-isopropylidenediphenol was used and 3,3′-disulfo-4 , 4′-dichlorodiphenylsulfone 0.7897 g (2.75 mmol): 4,4′-dichlorodiphenylsulfone 1.3509 g (2.75 mmol): 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxy-5-triethyl) Silylpropylphenyl) propane 1.5649 (2.75 mmol): bisphenol A 0.6278 (2.75 mmol) = 0.5: 0.5: 0.5: 0.5, a ratio as high as in the comparative example. 1.19 g of molecule B3 was synthesized. The weight average molecular weight was 43,000. The polymer B3 was formed into a film by a casting method, immersed in a 2 mol / l hydrochloric acid aqueous solution overnight and subjected to salt exchange to convert it into a proton type. Ion conductivity of this proton type of the film was 0.029s / cm, the oxygen permeability coefficient at 25 ℃ 8.00x10- 12 mol / cm · s, 75 at ℃ 2.03x10- 11 mol / cm · s . Further, the membrane converted to the proton type was redissolved, and the catalyst membrane, MEA, and fuel cell were prepared by the above method, and the cell characteristics were recorded. The obtained current value was 209 mA. The permacall value was estimated to be about 6.0 or less.
比較例の4,4’−イソプロピリデンジフェノールに代えて実施例3で合成した2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−トリエチルシリルプロピルフェニル)プロパンを用い、3,3’−ジスルホー4,4’−ジクロロジフェニルスルホン0.7897g(2.75mmol):4,4’−ジクロロジフェニルスルホン1.3509g(2.75mmol):2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−トリエチルシリルプロピルフェニル)プロパン3.1297g(5.5mmol)=0.5:0.5:1の比率で比較例と同様に高分子B4を1.22g合成した。重量平均分子量Mwは37,000であった。高分子B4をキャスト法にて製膜し、2mol/lの塩酸水溶液に一晩浸漬し塩交換を行うことでプロトン型に変換した。このプロトン型の膜のイオン伝導度は25℃で0.026s/cm、酸素透過係数は25℃で9.11x10―12mol/cm・s、75℃で2.04x10―11mol/cm・sであった。また、プロトン型に変換した膜を再溶解し、上記の方法で触媒膜、MEA、燃料電池を作成し、電池特性を記録した。得られた電流値は212mAであった。パーマコール値は約6.0以下と推算した。 Instead of the comparative 4,4′-isopropylidenediphenol, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxy-5-triethylsilylpropylphenyl) propane synthesized in Example 3 was used, and 3,3 ′ -Disulfo-4,4'-dichlorodiphenylsulfone 0.7897 g (2.75 mmol): 4,4'-dichlorodiphenylsulfone 1.3509 g (2.75 mmol): 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxy- In the same manner as in the comparative example, 1.22 g of polymer B4 was synthesized at a ratio of 3.1297 g (5.5 mmol) = 0.5: 0.5: 1 of 5-triethylsilylpropylphenyl) propane. The weight average molecular weight Mw was 37,000. Polymer B4 was formed into a film by a casting method, immersed in a 2 mol / l hydrochloric acid aqueous solution overnight and subjected to salt exchange to convert it into a proton type. The proton type membrane of ionic conductivity 25 ° C. in 0.026s / cm, the oxygen permeability coefficient at 25 ℃ 9.11x10- 12 mol / cm · s, 75 at ℃ 2.04x10- 11 mol / cm · s Met. Further, the membrane converted to the proton type was redissolved, catalyst membrane, MEA, and fuel cell were prepared by the above-mentioned method, and the cell characteristics were recorded. The obtained current value was 212 mA. The permacall value was estimated to be about 6.0 or less.
本発明のカーボン材料は、触媒分散物も安定であり、さらに燃料電池に使用する場合にも、高い出力が得られた。 The carbon material of the present invention has a stable catalyst dispersion, and even when used in a fuel cell, a high output was obtained.
本発明の高分子電解質はイオン伝導度も酸素透過性も高い。さらに良好な電池特性も示すことが分かった。 The polymer electrolyte of the present invention has high ionic conductivity and oxygen permeability. Furthermore, it turned out that a favorable battery characteristic is also shown.
10・・・燃料電池電極膜複合体(MEA)
11・・・高分子電解質膜
12・・・アノード電極
12a・・・アノード極多孔質導電シート
12b・・・アノード極触媒層
13・・・カソード電極
13a・・・カソード極多孔質導電シート
13b・・・カソード極触媒層
14・・・パッキン
15・・・アノード極側開口部
16・・・カソード極側開口部
17・・・集電体
21,22・・・セパレータ
10 ... Fuel cell electrode membrane composite (MEA)
11 ... Polymer electrolyte membrane
12 ... Anode electrode
12a ... Anode porous conductive sheet
12b ... Anode electrode catalyst layer
13 ... Cathode electrode
13a ... Cathode porous conductive sheet
13b ... Cathode electrode catalyst layer
14 ... Packing
15 ... Anode pole side opening
16 ... Cathode pole side opening
17 ... current collector
21,22 ... Separator
Claims (13)
一般式(1)
General formula (1)
一般式(2)
一般式(3)
General formula (2)
General formula (3)
一般式(4)
一般式(5)
一般式(6)
一般式(7)
General formula (4)
General formula (5)
General formula (6)
General formula (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006134833A JP2006344589A (en) | 2005-05-13 | 2006-05-15 | Polyelectrolyte and its manufacturing method, electrode for fuel cell, and electrode membrane assembly as well as fuel cell |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005141502 | 2005-05-13 | ||
| JP2006134833A JP2006344589A (en) | 2005-05-13 | 2006-05-15 | Polyelectrolyte and its manufacturing method, electrode for fuel cell, and electrode membrane assembly as well as fuel cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006344589A true JP2006344589A (en) | 2006-12-21 |
Family
ID=37641374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006134833A Pending JP2006344589A (en) | 2005-05-13 | 2006-05-15 | Polyelectrolyte and its manufacturing method, electrode for fuel cell, and electrode membrane assembly as well as fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006344589A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8536282B2 (en) * | 2006-12-22 | 2013-09-17 | Momentive Performance Materials Inc. | Silylated polycarbonate polymers, method of making, and articles |
-
2006
- 2006-05-15 JP JP2006134833A patent/JP2006344589A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8536282B2 (en) * | 2006-12-22 | 2013-09-17 | Momentive Performance Materials Inc. | Silylated polycarbonate polymers, method of making, and articles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070264551A1 (en) | Membrane/Electrode Assembly and Fuel Cell | |
| JP2008027890A (en) | Solid electrolyte, electrode membrane assembly, and fuel cell | |
| JP5905857B2 (en) | Polymer electrolyte, polymer electrolyte membrane, fuel cell catalyst layer binder, and use thereof | |
| JP2007294436A (en) | Solid electrolyte, membrane electrode assembly and fuel cell | |
| EP1739780A1 (en) | Solid electrolyte, membrane and electrode assembly, and fuel cell | |
| US20080318108A1 (en) | Solid Electrolyte, Membrane and Electrode Assembly, and Fuel Cell | |
| JP2007258111A (en) | Catalyst material for fuel cell, catalyst membrane, electrode membrane assembly, and fuel cell | |
| JP2007280946A (en) | Membrane / electrode assembly and fuel cell | |
| JP2006031970A (en) | Proton conductive polymer electrolyte membrane, polymer electrolyte membrane-electrode assembly, manufacturing method for them, and fuel cell using it | |
| EP2036927B1 (en) | Ionic polymer particle dispersion liquid and method for producing the same | |
| JP5458765B2 (en) | Proton conducting membrane and method for producing the same, membrane-electrode assembly, polymer electrolyte fuel cell | |
| JP2007287675A (en) | Membrane electrode assembly and fuel cell | |
| JP2007053082A (en) | Catalyst material for fuel cell, catalyst membrane, electrode membrane assembly, and fuel cell | |
| JP2006310159A (en) | Solid electrolyte, electrode membrane assembly, fuel cell, and manufacturing method of solid electrolyte | |
| JP4939084B2 (en) | Catalyst material for fuel cell, production method thereof, catalyst membrane, electrode membrane assembly, and fuel cell | |
| US10847827B2 (en) | Ion conductor, method for preparing same, and ion-exchange membrane, membrane-electrode assembly and fuel cell comprising same | |
| KR20080018181A (en) | Ion conductive copolymers containing ion-conducting oligomers | |
| JP2008108723A (en) | Membrane electrode assembly and manufacturing method thereof | |
| JP2007220370A (en) | Catalyst material, catalyst membrane for fuel cell, electrode membrane assembly, and fuel cell | |
| JP2006310068A (en) | Solid electrolyte, membrane and electrode assembly, and fuel cell | |
| JP2007053086A (en) | Catalyst material for fuel cell, catalyst membrane, electrode membrane assembly, and fuel cell | |
| JP2007287687A (en) | Membrane / electrode assembly and fuel cell | |
| JP2006344589A (en) | Polyelectrolyte and its manufacturing method, electrode for fuel cell, and electrode membrane assembly as well as fuel cell | |
| JP2006310158A (en) | Solid electrolyte, electrode membrane assembly, fuel cell, and manufacturing method of solid electrolyte | |
| JP2009070631A (en) | Electrolyte membrane, membrane electrode assembly, and fuel cell using membrane electrode assembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061205 |
