JPH01192742A - プロトン伝導性非晶質材料及びその製造方法 - Google Patents
プロトン伝導性非晶質材料及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH01192742A JPH01192742A JP1683388A JP1683388A JPH01192742A JP H01192742 A JPH01192742 A JP H01192742A JP 1683388 A JP1683388 A JP 1683388A JP 1683388 A JP1683388 A JP 1683388A JP H01192742 A JPH01192742 A JP H01192742A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- amorphous material
- metal
- hydrous
- heteropolyacid
- 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
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 claims description 5
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 6
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- -1 tungstate ions Chemical class 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N trimethyl borate Chemical compound COB(OC)OC WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GFMYEVPBEJFZHH-UHFFFAOYSA-N CP(O)(O)O Chemical compound CP(O)(O)O GFMYEVPBEJFZHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N [4-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=C(CN)C=C1 ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N boron tribromide Chemical compound BrB(Br)Br ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- BQBCXNQILNPAPX-UHFFFAOYSA-N methoxy(dimethyl)alumane Chemical compound [O-]C.C[Al+]C BQBCXNQILNPAPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound 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 IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- MYWQGROTKMBNKN-UHFFFAOYSA-N tributoxyalumane Chemical compound [Al+3].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] MYWQGROTKMBNKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical compound CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001845 vibrational spectrum Methods 0.000 description 2
- RSSDWSPWORHGIE-UHFFFAOYSA-N $l^{1}-phosphanylbenzene Chemical compound [P]C1=CC=CC=C1 RSSDWSPWORHGIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YOBOXHGSEJBUPB-MTOQALJVSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;zirconium Chemical compound [Zr].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O YOBOXHGSEJBUPB-MTOQALJVSA-N 0.000 description 1
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 1
- TUBQDCKAWGHZPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazol-2-ylsulfanylmethyl thiocyanate Chemical compound C1=CC=C2SC(SCSC#N)=NC2=C1 TUBQDCKAWGHZPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLWSWTKSTUPKDY-UHFFFAOYSA-K 16-methylheptadecanoate;propan-2-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CC(C)[O-].CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O ZLWSWTKSTUPKDY-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- AHEQEPCAIFTNHE-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethanol butan-1-olate zirconium(4+) Chemical compound N(CCO)(CCO)CCO.[O-]CCCC.[Zr+4].[O-]CCCC.[O-]CCCC.[O-]CCCC AHEQEPCAIFTNHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KTXWGMUMDPYXNN-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCCC(CC)C[O-].CCCCC(CC)C[O-].CCCCC(CC)C[O-].CCCCC(CC)C[O-] KTXWGMUMDPYXNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DTQHSUHILQWIOM-UHFFFAOYSA-J 2-hydroxypropanoate titanium(4+) dihydroxide Chemical compound O[Ti++]O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O DTQHSUHILQWIOM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- LYPJRFIBDHNQLY-UHFFFAOYSA-J 2-hydroxypropanoate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O LYPJRFIBDHNQLY-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 3-[bis(2,4-dioxopentan-3-yl)alumanyl]pentane-2,4-dione Chemical compound CC(=O)C(C(C)=O)[Al](C(C(C)=O)C(C)=O)C(C(C)=O)C(C)=O XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCCl OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KNTKCYKJRSMRMZ-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl-dimethoxy-methylsilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCCl KNTKCYKJRSMRMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSEYYGFJBLWFGD-UHFFFAOYSA-N 4-methylsulfanyl-2-[(2-methylsulfanylpyridine-3-carbonyl)amino]butanoic acid Chemical compound CSCCC(C(O)=O)NC(=O)C1=CC=CN=C1SC HSEYYGFJBLWFGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylsulfamoyl)-2-methylfuran-3-carboxylic acid Chemical compound CN(C)S(=O)(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C)O1 DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- GKUMNPYWIWTEDT-UHFFFAOYSA-K C(C)(=O)[O-].C(C)(=O)[O-].C(C)(=O)[O-].C[Ge+3] Chemical compound C(C)(=O)[O-].C(C)(=O)[O-].C(C)(=O)[O-].C[Ge+3] GKUMNPYWIWTEDT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- YKNQUNFSGXODCU-UHFFFAOYSA-L C(C)(=O)[O-].C(C)(=O)[O-].C[Ge+2]C Chemical compound C(C)(=O)[O-].C(C)(=O)[O-].C[Ge+2]C YKNQUNFSGXODCU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NDSXSCFKIAPKJG-UHFFFAOYSA-N CC(C)O[Ti] Chemical compound CC(C)O[Ti] NDSXSCFKIAPKJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLQSRTKDOLFPQJ-UHFFFAOYSA-M CCCCO[Ti+](OCCCC)OCCCC.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O Chemical compound CCCCO[Ti+](OCCCC)OCCCC.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O KLQSRTKDOLFPQJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- COYQXTHAIBKZBC-UHFFFAOYSA-N C[O-].C[Ge+](C)C Chemical compound C[O-].C[Ge+](C)C COYQXTHAIBKZBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- HSNVNALJRSJDHT-UHFFFAOYSA-N P(=O)(=O)[Mo] Chemical compound P(=O)(=O)[Mo] HSNVNALJRSJDHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWMCJIOSNAXGAT-UHFFFAOYSA-L [Cl-].[Cl-].C[Ti+2]C Chemical compound [Cl-].[Cl-].C[Ti+2]C XWMCJIOSNAXGAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DGXOWMLKUUUVMZ-UHFFFAOYSA-K [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ti+3]C Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ti+3]C DGXOWMLKUUUVMZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- YDWIVRXXIKPGGC-UHFFFAOYSA-N [O-]CC.[O-]CC.[O-]CC.C[Ge+3] Chemical compound [O-]CC.[O-]CC.[O-]CC.C[Ge+3] YDWIVRXXIKPGGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQVFGTYFBUVGOP-UHFFFAOYSA-N [acetyloxy(dimethyl)silyl] acetate Chemical compound CC(=O)O[Si](C)(C)OC(C)=O RQVFGTYFBUVGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTHCBXJLLCHNMS-UHFFFAOYSA-N acetyloxysilicon Chemical compound CC(=O)O[Si] BTHCBXJLLCHNMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical group 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N aluminium triethoxide Chemical compound CCO[Al](OCC)OCC JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- LGSNSXWSNMARLH-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol titanium Chemical compound C(CCC)O.[Ti].C(CCC)O LGSNSXWSNMARLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFQYHVSLZNFHTP-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate pentane-2,4-dione zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CC(=O)CC(C)=O BFQYHVSLZNFHTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGCPMRIOBZXXBR-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;dibutyltin(2+) Chemical compound CCCCO[Sn](CCCC)(CCCC)OCCCC RGCPMRIOBZXXBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- ZZBNZZCHSNOXOH-UHFFFAOYSA-N chloro(trimethyl)germane Chemical compound C[Ge](C)(C)Cl ZZBNZZCHSNOXOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWTSZCJMWHGPOS-UHFFFAOYSA-M chloro(trimethyl)stannane Chemical compound C[Sn](C)(C)Cl KWTSZCJMWHGPOS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CQZHWSXKEPTCNM-UHFFFAOYSA-M chloro-ethoxy-ethylalumane Chemical compound CCO[Al](Cl)CC CQZHWSXKEPTCNM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001142 dicarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- PKKGKUDPKRTKLJ-UHFFFAOYSA-L dichloro(dimethyl)stannane Chemical compound C[Sn](C)(Cl)Cl PKKGKUDPKRTKLJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FLFGMNFGOKXUQY-UHFFFAOYSA-L dichloro(propan-2-yl)alumane Chemical compound [Cl-].[Cl-].CC(C)[Al+2] FLFGMNFGOKXUQY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- IDUSTNHRSGBKQU-UHFFFAOYSA-N diethyl phenyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OC1=CC=CC=C1 IDUSTNHRSGBKQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHWNGVQMIQXKCB-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)stannane Chemical compound CO[Sn](C)(C)OC NHWNGVQMIQXKCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CVQVSVBUMVSJES-UHFFFAOYSA-N dimethoxy-methyl-phenylsilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)C1=CC=CC=C1 CVQVSVBUMVSJES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYYQWMDBQFSCPB-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethylsilane Chemical compound COC([SiH3])OC XYYQWMDBQFSCPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCEYBZHADGDCNN-UHFFFAOYSA-N dimethyl hydrogen phosphite hydrochloride Chemical compound Cl.P(OC)(OC)O FCEYBZHADGDCNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCLIHDJZGPCUBT-UHFFFAOYSA-N dimethylsilanediol Chemical compound C[Si](C)(O)O XCLIHDJZGPCUBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWEVMPIIOJUPRI-UHFFFAOYSA-N dimethyltin Chemical compound C[Sn]C PWEVMPIIOJUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- XGZNHFPFJRZBBT-UHFFFAOYSA-N ethanol;titanium Chemical compound [Ti].CCO.CCO.CCO.CCO XGZNHFPFJRZBBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTCOPPBXAFHGRB-UHFFFAOYSA-N ethanolate;germanium(4+) Chemical compound [Ge+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] CTCOPPBXAFHGRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRUOQOFQRYFQGB-UHFFFAOYSA-N ethoxy(dimethyl)silicon Chemical compound CCO[Si](C)C DRUOQOFQRYFQGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N ethoxy(trimethyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(C)C RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HLWSWQPKCVYQCL-UHFFFAOYSA-N ethoxysilane trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound C(C)O[SiH3].C1(=CC=CC=C1)[Si](OC)(OC)OC HLWSWQPKCVYQCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYIBRDXRRQCHLP-UHFFFAOYSA-N ethyl acetoacetate Chemical compound CCOC(=O)CC(C)=O XYIBRDXRRQCHLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQVXMIPNQMYRPE-UHFFFAOYSA-N ethyl dimethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OC)OC JQVXMIPNQMYRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCKLYDQORUPOIR-UHFFFAOYSA-N ethyl dimethyl phosphite Chemical compound CCOP(OC)OC QCKLYDQORUPOIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CASMCKLJGNCLNZ-UHFFFAOYSA-N ethyl diphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OCC)OC1=CC=CC=C1 CASMCKLJGNCLNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- QHGIKMVOLGCZIP-UHFFFAOYSA-N germanium dichloride Chemical compound Cl[Ge]Cl QHGIKMVOLGCZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBENSVMKFVWLLF-UHFFFAOYSA-N germanium(4+) methanolate Chemical compound [Ge+4].[O-]C.[O-]C.[O-]C.[O-]C IBENSVMKFVWLLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229920000140 heteropolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- ZEIWWVGGEOHESL-UHFFFAOYSA-N methanol;titanium Chemical compound [Ti].OC.OC.OC.OC ZEIWWVGGEOHESL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYPKMSMKZGDPLA-UHFFFAOYSA-N methanolate;trimethylstannanylium Chemical compound CO[Sn](C)(C)C UYPKMSMKZGDPLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKGXNCHYONXJSM-UHFFFAOYSA-N methanolate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].[O-]C.[O-]C.[O-]C.[O-]C IKGXNCHYONXJSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POPACFLNWGUDSR-UHFFFAOYSA-N methoxy(trimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)C POPACFLNWGUDSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYVXZUTYZGILQG-UHFFFAOYSA-N methoxyboronic acid Chemical compound COB(O)O UYVXZUTYZGILQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FQHXPOQMZQWWNA-UHFFFAOYSA-N methyl dihydrogen phosphite dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.COP(O)O FQHXPOQMZQWWNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentachloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAIAAWCVCHQXDN-UHFFFAOYSA-N phosphorus trichloride Chemical compound ClP(Cl)Cl FAIAAWCVCHQXDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- JTQPTNQXCUMDRK-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate;titanium(2+) Chemical compound CC(C)O[Ti]OC(C)C JTQPTNQXCUMDRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005588 protonation Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEXRMSFAVATTJX-UHFFFAOYSA-N tetrachlorogermane Chemical compound Cl[Ge](Cl)(Cl)Cl IEXRMSFAVATTJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZUEKXCXHTXJYAR-UHFFFAOYSA-N tetrapropan-2-yl silicate Chemical compound CC(C)O[Si](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C ZUEKXCXHTXJYAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q triazanium;borate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]B([O-])[O-] WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q 0.000 description 1
- LGQXXHMEBUOXRP-UHFFFAOYSA-N tributyl borate Chemical compound CCCCOB(OCCCC)OCCCC LGQXXHMEBUOXRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTTGYFREQJCEML-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphite Chemical compound CCCCOP(OCCCC)OCCCC XTTGYFREQJCEML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBGVGMSCBYYSLD-UHFFFAOYSA-N tributylstannane Chemical compound CCCC[SnH](CCCC)CCCC DBGVGMSCBYYSLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEFXFMQVSDTSPA-UHFFFAOYSA-N trichloro(methyl)germane Chemical compound C[Ge](Cl)(Cl)Cl FEFXFMQVSDTSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFRLQYJXUZRYDN-UHFFFAOYSA-K trichloro(methyl)stannane Chemical compound C[Sn](Cl)(Cl)Cl YFRLQYJXUZRYDN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N triethyl borate Chemical compound CCOB(OCC)OCC AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OLBXOAKEHMWSOV-UHFFFAOYSA-N triethyltin;hydrate Chemical compound O.CC[Sn](CC)CC OLBXOAKEHMWSOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCVNATXRSJMIDT-UHFFFAOYSA-N trihydroxy(phenyl)silane Chemical compound O[Si](O)(O)C1=CC=CC=C1 FCVNATXRSJMIDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UAEJRRZPRZCUBE-UHFFFAOYSA-N trimethoxyalumane Chemical compound [Al+3].[O-]C.[O-]C.[O-]C UAEJRRZPRZCUBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphite Chemical compound COP(OC)OC CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 description 1
- WYYQJDBZXXZDRJ-UHFFFAOYSA-N trimethylgermyl acetate Chemical compound CC(=O)O[Ge](C)(C)C WYYQJDBZXXZDRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AAPLIUHOKVUFCC-UHFFFAOYSA-N trimethylsilanol Chemical compound C[Si](C)(C)O AAPLIUHOKVUFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHUNJMXHQHHWQP-UHFFFAOYSA-N trimethylsilyl acetate Chemical compound CC(=O)O[Si](C)(C)C QHUNJMXHQHHWQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZVPFLCTEMAYFI-UHFFFAOYSA-M trimethylstannyl acetate Chemical compound CC(=O)O[Sn](C)(C)C XZVPFLCTEMAYFI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WKBCVTAHVSSVAU-UHFFFAOYSA-M trimethylstannyl formate Chemical compound C[Sn](C)(C)OC=O WKBCVTAHVSSVAU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)(=O)OC1=CC=CC=C1 XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHDIQVFFNDKAQU-UHFFFAOYSA-N tripropan-2-yl borate Chemical compound CC(C)OB(OC(C)C)OC(C)C NHDIQVFFNDKAQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、センサー、固体二次電池、燃料電池、エレク
トロクロミック装置等の電気化学装置の固体電解質に用
いられるプロトン伝導性非晶質材料に関する。
トロクロミック装置等の電気化学装置の固体電解質に用
いられるプロトン伝導性非晶質材料に関する。
[従来技術]
従来、電気化学装置に用いられる固体電解質の内、高い
プロトン伝導性を有するものとして、リンタングステン
酸()IsPWtgO4o舎n Hg0)、リンモリブ
デンr14 (H3PMoi20to’ nHgo)、
ケイタングステン酸(HaS i WttOao−n
Hg0)等のへテロポリ酸が公知である。該ヘテロポリ
酸を上記の固体電解質として使用する場合、該ヘテロポ
リ酸の粉末を高圧下で加圧圧縮成型して固体電解質膜と
することが行われてきたが、該ヘテロポリ酸が含水結晶
なので、加工性悪く、薄膜化しにクク、強度も弱くもろ
い等の欠点があった。
プロトン伝導性を有するものとして、リンタングステン
酸()IsPWtgO4o舎n Hg0)、リンモリブ
デンr14 (H3PMoi20to’ nHgo)、
ケイタングステン酸(HaS i WttOao−n
Hg0)等のへテロポリ酸が公知である。該ヘテロポリ
酸を上記の固体電解質として使用する場合、該ヘテロポ
リ酸の粉末を高圧下で加圧圧縮成型して固体電解質膜と
することが行われてきたが、該ヘテロポリ酸が含水結晶
なので、加工性悪く、薄膜化しにクク、強度も弱くもろ
い等の欠点があった。
又、該ヘテロポリ酸はまわりの雰囲気によりて水分子を
吸収したり放出したりするので経時的に結晶構造が変わ
ったり大きな結晶をつくりやすい。
吸収したり放出したりするので経時的に結晶構造が変わ
ったり大きな結晶をつくりやすい。
そのため、電気化学装置等に使用される該ヘテロポリ酸
の成型体は、歪みを受けやすく、ひび割れをおこしたり
電極との密着性が悪くなったりする問題があった。
の成型体は、歪みを受けやすく、ひび割れをおこしたり
電極との密着性が悪くなったりする問題があった。
このヘテロポリ的の経時的構造変化や結晶化を阻止し抑
制するために金属酸化物に該ヘテロポリ酸を含浸させた
プロトン伝導体(特開昭60−220503号公報)が
提案されているが、金属酸化物の粉体を使う方法なので
、薄膜化等加圧性においても問題があった。
制するために金属酸化物に該ヘテロポリ酸を含浸させた
プロトン伝導体(特開昭60−220503号公報)が
提案されているが、金属酸化物の粉体を使う方法なので
、薄膜化等加圧性においても問題があった。
一方、薄膜化に適した固体電解質とするために、該ヘテ
ロポリ酸と有機ポリマーとを混合し可撓性、加工性を改
善しようとする提案(特開昭62−172084号公報
)もあるがプロトン伝導性が十分ではなく、更には高温
にきらすと固体電解質膜が着色しプロトン伝導性が低下
する等耐熱性の問題があった。
ロポリ酸と有機ポリマーとを混合し可撓性、加工性を改
善しようとする提案(特開昭62−172084号公報
)もあるがプロトン伝導性が十分ではなく、更には高温
にきらすと固体電解質膜が着色しプロトン伝導性が低下
する等耐熱性の問題があった。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は、プロトン伝導性が高く、かつ構造的に安定で
耐熱性、耐久性、薄膜化等の加工性に優れたプロトン伝
導性非晶質材料およびその製造法を提供するものである
。
耐熱性、耐久性、薄膜化等の加工性に優れたプロトン伝
導性非晶質材料およびその製造法を提供するものである
。
[問題を解決するための手段および作用]本発明は、含
水ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポリ酸塩を、
非晶質の金R酸化物中に高度に分散させたプロトン伝導
性非晶質材料に関する。更に、加水分解および/または
縮合して非晶質の金属酸化物となりうる金属化合物およ
び/またはその誘導体を含む溶液または分散液を、含水
ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポリ酸塩を含む
溶液と混合した後、該金属化合物および/またはその誘
導体を加水分解および/または縮合させることにより複
合一体化したことを特徴とするプロトン伝導性非晶質材
料の製造方法に関する。
水ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポリ酸塩を、
非晶質の金R酸化物中に高度に分散させたプロトン伝導
性非晶質材料に関する。更に、加水分解および/または
縮合して非晶質の金属酸化物となりうる金属化合物およ
び/またはその誘導体を含む溶液または分散液を、含水
ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポリ酸塩を含む
溶液と混合した後、該金属化合物および/またはその誘
導体を加水分解および/または縮合させることにより複
合一体化したことを特徴とするプロトン伝導性非晶質材
料の製造方法に関する。
本発明で使用される含水ヘテロポリ酸とは、水を含むヘ
テロポリ酸を意味し、該水としては該ヘテロポリ酸の結
晶水あるいは遊離の水いずれの形態でもかまわない。
テロポリ酸を意味し、該水としては該ヘテロポリ酸の結
晶水あるいは遊離の水いずれの形態でもかまわない。
ヘテロポリ酸は、2種類以上の無機酸素酸が縮合して生
成した酸の総称である。典型的なヘテロポリ酸であるリ
ンタングステン酸は、リン酸イオンとタングステン酸イ
オンを酸性条件で反応きせることにより合成される。ヘ
テロポリ酸アニオンの中心となるペテロ原子には、 ■
−■族元素が入り、酸素を介してペテロ原子に配位する
原子であるポリ原子には、Mo1 Wl Nb−、V等
の元素が入ることが知られている。ポリ原子、ペテロ原
子の種類やその縮合比により種々の構造をもつヘテロポ
リ酸が合成されており、たとえば、佐々木ら、化学の領
域、第29巻、第853頁(1975)などにより報告
されているものが代表的なものである。そのほかに混合
配位種と呼ばれる同一分子中に2種類以上のポリ原子を
含むものもある。これらのへテロポリ酸が本発明におい
て好適に使用される。また、該ヘテロポリ酸のプロトン
の一部をアルカリ金属、アルカリ土類金属、Hg、
Ag。
成した酸の総称である。典型的なヘテロポリ酸であるリ
ンタングステン酸は、リン酸イオンとタングステン酸イ
オンを酸性条件で反応きせることにより合成される。ヘ
テロポリ酸アニオンの中心となるペテロ原子には、 ■
−■族元素が入り、酸素を介してペテロ原子に配位する
原子であるポリ原子には、Mo1 Wl Nb−、V等
の元素が入ることが知られている。ポリ原子、ペテロ原
子の種類やその縮合比により種々の構造をもつヘテロポ
リ酸が合成されており、たとえば、佐々木ら、化学の領
域、第29巻、第853頁(1975)などにより報告
されているものが代表的なものである。そのほかに混合
配位種と呼ばれる同一分子中に2種類以上のポリ原子を
含むものもある。これらのへテロポリ酸が本発明におい
て好適に使用される。また、該ヘテロポリ酸のプロトン
の一部をアルカリ金属、アルカリ土類金属、Hg、
Ag。
TI、Cu等遷移金鳳 アンモニウム豚 有機アミノ基
等と置き換えることによりヘテロポリ酸塩を合成するこ
とができるが、これらの塩も本発明の要件を満たすもの
である。ヘテロポリ酸は多くの結晶水を有することがで
き、含水ヘテロポリ酸においては水の一部または全部が
ヘテロポリ酸の結晶水として配位する。該結晶水はプロ
トン和したアクアカチオンの形態で面心立方格子型の配
列を持った結晶の構成に関与しており、プロトン伝導は
主としてこの結晶水を介して行われる。
等と置き換えることによりヘテロポリ酸塩を合成するこ
とができるが、これらの塩も本発明の要件を満たすもの
である。ヘテロポリ酸は多くの結晶水を有することがで
き、含水ヘテロポリ酸においては水の一部または全部が
ヘテロポリ酸の結晶水として配位する。該結晶水はプロ
トン和したアクアカチオンの形態で面心立方格子型の配
列を持った結晶の構成に関与しており、プロトン伝導は
主としてこの結晶水を介して行われる。
一方、本発明の非晶質の金属酸化物とは、その構造上少
なくともM−0−M (Mは金属元素、0は酸素)結合
の大部分が三次元のネットワークを形成しているものの
X線回折的には結晶構造に基づく明瞭なピークを示さな
いものを言う。その表面や内部に、原料となる金属化合
物および/またはその誘導体に由来する各種の基等が残
留しているものでもよい。該非晶質金属酸化物を構成す
る元素としては元素周期律表のII族、IV&V族を使
用することが好ましいが、特に非晶質ネットワークを形
成しやすい元素であるB、 A11Si。
なくともM−0−M (Mは金属元素、0は酸素)結合
の大部分が三次元のネットワークを形成しているものの
X線回折的には結晶構造に基づく明瞭なピークを示さな
いものを言う。その表面や内部に、原料となる金属化合
物および/またはその誘導体に由来する各種の基等が残
留しているものでもよい。該非晶質金属酸化物を構成す
る元素としては元素周期律表のII族、IV&V族を使
用することが好ましいが、特に非晶質ネットワークを形
成しやすい元素であるB、 A11Si。
Ge、Sn、PS TiおよびZrを使用することが好
ましい。必要なら、更にプロトン伝導性や製造時におけ
る加工性等を向上きせる目的で一部上記以外の元素、た
とえばF e、 B eSM gs N 1sZn
% Co、 Ca、 Sr、 Ba1 Li、
Na1 K。
ましい。必要なら、更にプロトン伝導性や製造時におけ
る加工性等を向上きせる目的で一部上記以外の元素、た
とえばF e、 B eSM gs N 1sZn
% Co、 Ca、 Sr、 Ba1 Li、
Na1 K。
Cs等を添加し、金属酸化物ネットワークの架橋密度、
比重、誘電率、耐熱性等の物性を制御することも可能で
ある。
比重、誘電率、耐熱性等の物性を制御することも可能で
ある。
本発明は、含水ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロ
ポリ酸塩を、非晶質の金属酸化物中にX線回折的に結晶
構造に基づく明瞭なピークを示さない程度にまで高度に
分散きせることによりプロトン伝導性が高く、かつ構造
的に安定で耐熱性、耐久性、加工性に優れたプロトン伝
導性非晶質材料を提供するものである。
ポリ酸塩を、非晶質の金属酸化物中にX線回折的に結晶
構造に基づく明瞭なピークを示さない程度にまで高度に
分散きせることによりプロトン伝導性が高く、かつ構造
的に安定で耐熱性、耐久性、加工性に優れたプロトン伝
導性非晶質材料を提供するものである。
本発明において、該プロトン伝導性非晶質材料は、加水
分解および/または縮合可能な基を有する金属化合物わ
よび/またはその誘導体を溶媒に溶解もしくは分散し、
含水ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポリ酸塩を
含む溶液とを均一に混合し、必要であれば水および触媒
として酸もしくはアルカリ等を加え、加熱し、金属化合
物および/またはその誘導体を加水分解および/または
縮合させて製造される。本発明の方法によれば、含水ヘ
テロポリ酸あるいはその塩はまず溶媒中で溶解もしくは
分子状に分散されるので、加水分解および/または縮合
反応により、これらが非晶質ネットワーク中に高度に分
散された状態で固定化される。このことは、生成した該
プロトン伝導性非晶質材料の赤外線吸収スペクトルでは
含水ヘテロポリ酸あるいはその塩特有の振動スペクトル
が観察されるのに、X線回折では含水ヘテロポリ酸ある
いはその塩特有の回折ピークが観察されないことから確
認された。また、本発明の方法によれば溶液から固相を
生成きせるのでディッピングやキャスト法等による薄膜
化も好適に行うことができる。
分解および/または縮合可能な基を有する金属化合物わ
よび/またはその誘導体を溶媒に溶解もしくは分散し、
含水ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポリ酸塩を
含む溶液とを均一に混合し、必要であれば水および触媒
として酸もしくはアルカリ等を加え、加熱し、金属化合
物および/またはその誘導体を加水分解および/または
縮合させて製造される。本発明の方法によれば、含水ヘ
テロポリ酸あるいはその塩はまず溶媒中で溶解もしくは
分子状に分散されるので、加水分解および/または縮合
反応により、これらが非晶質ネットワーク中に高度に分
散された状態で固定化される。このことは、生成した該
プロトン伝導性非晶質材料の赤外線吸収スペクトルでは
含水ヘテロポリ酸あるいはその塩特有の振動スペクトル
が観察されるのに、X線回折では含水ヘテロポリ酸ある
いはその塩特有の回折ピークが観察されないことから確
認された。また、本発明の方法によれば溶液から固相を
生成きせるのでディッピングやキャスト法等による薄膜
化も好適に行うことができる。
該加水分解および/または縮合可能な基を有する金属化
合物とは、三次元的にネットワークを形成しうるもので
、金属ハロゲン化物、硝酸金属塩、硫酸金属塩、金属ア
ンモニウム塩、有機金属化合物、アルコキシ金属化合物
等を意味し、単独でまたは混合して用いることができる
。好ましい金属化合物としては、一般式 (R’)、M (R2) 、、(X)、(Y)。
合物とは、三次元的にネットワークを形成しうるもので
、金属ハロゲン化物、硝酸金属塩、硫酸金属塩、金属ア
ンモニウム塩、有機金属化合物、アルコキシ金属化合物
等を意味し、単独でまたは混合して用いることができる
。好ましい金属化合物としては、一般式 (R’)、M (R2) 、、(X)、(Y)。
(但し、Mは金属元素、Xは酸素またはSO4、Yはア
ンモニウム基または有機アミノ基 R1は水素または置
換基があってもよい炭素数10までのアルキル基、アリ
ル基、不飽和脂肪族残基の群か、ら選ばれる少なくとも
一種の&R2はハロゲン、NOl、水酸基、アシロキシ
基、アルコキシ基からなる群から選ばれた少なくとも一
種の基、rrh pおよびqは0または正の数であり
、かつnは正の数で、 2p+m+n−q=金属元素Mの原子価を満足する。ま
た、m個のR1は異なっていてもよ<、n個のR2、p
個のX% 9個のYも同様である。) で示されるものが挙げられる。上記R1+が、ハロゲン
、NO3等の場合、製造したプロトン伝導性材料が電気
化学装置等の電極を腐食しやすくなることが起こり得る
ので、・利用分野によってはこれらの基を持つ化合物の
使用を避けたほうが好ましい場合もある。従ってRzと
しては、水酸基 アシロキシ基、アルコキシ基がより好
ましく用いられる。また、上記Xも同様な理由でSO4
基の使用を避けたほうが好ましい場合もある。なお、n
が3以上の金属化合物は単独で使用可能であるが、n=
1または2で代表きれるような金属化合物は加水分解性
基を3個以上有する原料と共に使用しうる。
ンモニウム基または有機アミノ基 R1は水素または置
換基があってもよい炭素数10までのアルキル基、アリ
ル基、不飽和脂肪族残基の群か、ら選ばれる少なくとも
一種の&R2はハロゲン、NOl、水酸基、アシロキシ
基、アルコキシ基からなる群から選ばれた少なくとも一
種の基、rrh pおよびqは0または正の数であり
、かつnは正の数で、 2p+m+n−q=金属元素Mの原子価を満足する。ま
た、m個のR1は異なっていてもよ<、n個のR2、p
個のX% 9個のYも同様である。) で示されるものが挙げられる。上記R1+が、ハロゲン
、NO3等の場合、製造したプロトン伝導性材料が電気
化学装置等の電極を腐食しやすくなることが起こり得る
ので、・利用分野によってはこれらの基を持つ化合物の
使用を避けたほうが好ましい場合もある。従ってRzと
しては、水酸基 アシロキシ基、アルコキシ基がより好
ましく用いられる。また、上記Xも同様な理由でSO4
基の使用を避けたほうが好ましい場合もある。なお、n
が3以上の金属化合物は単独で使用可能であるが、n=
1または2で代表きれるような金属化合物は加水分解性
基を3個以上有する原料と共に使用しうる。
上記R1のは換基数mは0または正の数であるが、生成
する金属酸化物の可撓性や電極との密着性を向上させる
目的で、mがOでない金属化合物を適当に使用すること
が有効である。
する金属酸化物の可撓性や電極との密着性を向上させる
目的で、mがOでない金属化合物を適当に使用すること
が有効である。
上記一般一式(R1)=M (R2)、(X)、(Y)
。
。
で示される金属化合物の具体例としては、ホウ酸、ホウ
酸アンモニウム、三臭化ホウ素、三塩化ホウ素、二塩化
メチルホウ乳 ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、
ホウ酸トリイソプロピル、ホウ酸トリブチル、メチルホ
ウ酸、メチルホウ酸ジメチル、水酸化アルミニウム、塩
化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム
、硫酸アルミニウムアンモニウム、アルミニウムトリメ
トキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウム
トリイソプロポキシド、アルミニウムトリブトキシド、
ジメチルアルミニウムメトキシド、イソプロピルアルミ
ニウムジクロライド、エチルエトキシアルミニウムクロ
ライド、四塩化ケイ素、トリメチルクロルシラン、ジメ
チルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、ジメチ
ルエトキシシラン、フェニルトリヒドロキシシラン、ト
リメチルヒドロキシシラン、ジメチルジヒドロキシシラ
ン、メチルトリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキ
シシラン、トリメチルアセトキシシラン、テトラメトキ
シシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキ
シシラン、テトラブトキシシラン、トリメトキシシラン
、トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ト
リメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、
3−グリシドキシプロビル←リメトキシシラン、3−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミ
ノプロビル)トリメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメトキシジ
メチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジェトキシメ
チルシラン、ジェトキシ−3−グリシドキシプロビルメ
チルシラン、3−クロロプロピルジメトキシメチルシラ
ン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメチルフ
ェニルシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチル
エトキシシラン、ジメチルジェトキシシラン、ジメトキ
シジェトキシシラン、四塩化ゲルマニウム、メチルゲル
マニウムトリクロライド、ジメチ。
酸アンモニウム、三臭化ホウ素、三塩化ホウ素、二塩化
メチルホウ乳 ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、
ホウ酸トリイソプロピル、ホウ酸トリブチル、メチルホ
ウ酸、メチルホウ酸ジメチル、水酸化アルミニウム、塩
化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム
、硫酸アルミニウムアンモニウム、アルミニウムトリメ
トキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウム
トリイソプロポキシド、アルミニウムトリブトキシド、
ジメチルアルミニウムメトキシド、イソプロピルアルミ
ニウムジクロライド、エチルエトキシアルミニウムクロ
ライド、四塩化ケイ素、トリメチルクロルシラン、ジメ
チルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、ジメチ
ルエトキシシラン、フェニルトリヒドロキシシラン、ト
リメチルヒドロキシシラン、ジメチルジヒドロキシシラ
ン、メチルトリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキ
シシラン、トリメチルアセトキシシラン、テトラメトキ
シシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキ
シシラン、テトラブトキシシラン、トリメトキシシラン
、トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ト
リメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、
3−グリシドキシプロビル←リメトキシシラン、3−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミ
ノプロビル)トリメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメトキシジ
メチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジェトキシメ
チルシラン、ジェトキシ−3−グリシドキシプロビルメ
チルシラン、3−クロロプロピルジメトキシメチルシラ
ン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメチルフ
ェニルシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチル
エトキシシラン、ジメチルジェトキシシラン、ジメトキ
シジェトキシシラン、四塩化ゲルマニウム、メチルゲル
マニウムトリクロライド、ジメチ。
ルゲルマニウムジクロライド、トリメチルゲルマニウム
クロライド、メチルゲルマニウムトリアセテート、ジメ
チルゲルマニウムジアセテート、トリメチルゲルマニウ
ムアセテート、ゲルマニウムテトラメトキシド、ゲルマ
ニウムテトラエトキシド、メチルゲルマニウムトリエト
キシド、ジメチルアルミニウムメトキシド、トリメチル
ゲルマニウムメトキシド、塩化第一錫、塩化第二錫、メ
チル錫トリクロライド、ジメチル錫ジクロライド、トリ
メチル錫クロライド、ジブチル錫ジアセテート、トリブ
チル錫ハイドライド、トリメチル錫フォルメート、トリ
メチル錫アセテート、 トリエチル錫ヒドロキシド、ジ
メチル錫ジメトキシド、トリメチル錫メトキシド、ジメ
チル錫ジェトキシド、ジブチル錫ジブトキシド、亜リン
酸、リン酸、三塩化リン、オキシ塩化リン、五塩化リン
、リン酸−アンモニウム、リン酸三アンモニウム、リン
酸三アンモニウム、メチル亜リン酸ジクロライド、フェ
ニルリン酸ジクロライド、ジメチル亜リン酸クロライド
、メチルリン酸ジクロライド、メチル亜リン酸、メチル
リン酸、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜
リン酸トリエチル、亜リン酸トリブチル、亜リン酸トリ
フェニル、メチル亜リン酸ジエチル、フェニル亜リン酸
ジエチル、ジメチル亜リン酸エチル、ジフェニル亜リン
酸エチル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン
酸トリフェニル、メチルリン酸ジメチル、エチルリン酸
ジエチル、ジメチルリン酸エチル、ジエチルリン酸メチ
ル、四塩化チタン、硫酸チタニル、メチルトリクロルチ
タン、ジメチルジクロルチタン、テトラメトキシチタン
、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン
、テトラブトキシチタン、テトラ(2−エチルへキシロ
キシ)チタン、ジェトキシジブトキシチタン、イソプロ
ポキシチタントリイソステアレート、イソプロポキシチ
タントリオクタレート、ジイソプロポキシジアクリレー
ト、トリブトキシチタンステアレート、四塩化ジルコニ
ウム、オキシ塩化ジルコニウム、ジルコニウムアセテー
ト、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムテトラメト
キシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウム
テトライソプaボキシド、ジルコニウムテトラブトキシ
ド等が挙げられる。
クロライド、メチルゲルマニウムトリアセテート、ジメ
チルゲルマニウムジアセテート、トリメチルゲルマニウ
ムアセテート、ゲルマニウムテトラメトキシド、ゲルマ
ニウムテトラエトキシド、メチルゲルマニウムトリエト
キシド、ジメチルアルミニウムメトキシド、トリメチル
ゲルマニウムメトキシド、塩化第一錫、塩化第二錫、メ
チル錫トリクロライド、ジメチル錫ジクロライド、トリ
メチル錫クロライド、ジブチル錫ジアセテート、トリブ
チル錫ハイドライド、トリメチル錫フォルメート、トリ
メチル錫アセテート、 トリエチル錫ヒドロキシド、ジ
メチル錫ジメトキシド、トリメチル錫メトキシド、ジメ
チル錫ジェトキシド、ジブチル錫ジブトキシド、亜リン
酸、リン酸、三塩化リン、オキシ塩化リン、五塩化リン
、リン酸−アンモニウム、リン酸三アンモニウム、リン
酸三アンモニウム、メチル亜リン酸ジクロライド、フェ
ニルリン酸ジクロライド、ジメチル亜リン酸クロライド
、メチルリン酸ジクロライド、メチル亜リン酸、メチル
リン酸、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜
リン酸トリエチル、亜リン酸トリブチル、亜リン酸トリ
フェニル、メチル亜リン酸ジエチル、フェニル亜リン酸
ジエチル、ジメチル亜リン酸エチル、ジフェニル亜リン
酸エチル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン
酸トリフェニル、メチルリン酸ジメチル、エチルリン酸
ジエチル、ジメチルリン酸エチル、ジエチルリン酸メチ
ル、四塩化チタン、硫酸チタニル、メチルトリクロルチ
タン、ジメチルジクロルチタン、テトラメトキシチタン
、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン
、テトラブトキシチタン、テトラ(2−エチルへキシロ
キシ)チタン、ジェトキシジブトキシチタン、イソプロ
ポキシチタントリイソステアレート、イソプロポキシチ
タントリオクタレート、ジイソプロポキシジアクリレー
ト、トリブトキシチタンステアレート、四塩化ジルコニ
ウム、オキシ塩化ジルコニウム、ジルコニウムアセテー
ト、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムテトラメト
キシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウム
テトライソプaボキシド、ジルコニウムテトラブトキシ
ド等が挙げられる。
また、他の好ましい化合物として、上記金属化合物の誘
導体がある。これらの誘導体としては、たとえば、R”
基の一部をジカルボン酸基、オキシカルボンIt!in
、 β−ジケトン基、β−ケトエステル基、β−ジエ
ステル纂 アルカノールアミン基等のキレート化合物を
形成しうる基で置換した金属化合物、あるいは該金属化
合物および/または該キレート置換金属化合物を部分的
に加水分解および/または縮合してえられる反応性オリ
ゴマー、ポリマー8よび粒径0. 1μ以下の金属酸化
物微粒子等が挙げられる。
導体がある。これらの誘導体としては、たとえば、R”
基の一部をジカルボン酸基、オキシカルボンIt!in
、 β−ジケトン基、β−ケトエステル基、β−ジエ
ステル纂 アルカノールアミン基等のキレート化合物を
形成しうる基で置換した金属化合物、あるいは該金属化
合物および/または該キレート置換金属化合物を部分的
に加水分解および/または縮合してえられる反応性オリ
ゴマー、ポリマー8よび粒径0. 1μ以下の金属酸化
物微粒子等が挙げられる。
上記のキレート置換金属化合物としては、たとえば、ジ
イソプロポキシチタンジアセチルアセトナート、オキシ
チタンジアセチルアセトナート、ジブトキシチタンビス
トリエタノールアミネート、ジヒドロキシチタンジラク
テート、ジルコニウムアセチルアセトネート、アセチル
アセトンジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジ
ルコニウムブトキシド、トリエタノールアミンジルコニ
ウムブトキシド、アルミニウムアセチルアセトネート等
があげられる。
イソプロポキシチタンジアセチルアセトナート、オキシ
チタンジアセチルアセトナート、ジブトキシチタンビス
トリエタノールアミネート、ジヒドロキシチタンジラク
テート、ジルコニウムアセチルアセトネート、アセチル
アセトンジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジ
ルコニウムブトキシド、トリエタノールアミンジルコニ
ウムブトキシド、アルミニウムアセチルアセトネート等
があげられる。
上記の、反応性オリゴマー、ポリマー及び粒径0、 1
μ以下の金属酸化物微粒子は、該金属化合物および/ま
たは該キレート置換化合物を部分加水分解して得てもよ
いが、簡便には市販の反応性オリゴマー、ポリマー、た
とえば反応性のジメチルポリシロキサン類を使用するこ
とができるし、またシリカ、アルミナ、チタニア等の水
分散性ゾルまたはオルガノゾル等も好適に使用すること
ができる。
μ以下の金属酸化物微粒子は、該金属化合物および/ま
たは該キレート置換化合物を部分加水分解して得てもよ
いが、簡便には市販の反応性オリゴマー、ポリマー、た
とえば反応性のジメチルポリシロキサン類を使用するこ
とができるし、またシリカ、アルミナ、チタニア等の水
分散性ゾルまたはオルガノゾル等も好適に使用すること
ができる。
本発明の材料は金rrArm化物中に該含水ヘテロポリ
酸および/または含水ヘテロポリ酸塩が高度に分散され
ているのでプロトン伝導性が高く、耐熱性、耐久性にも
優れており、しかもディッピングやキャスト法でH膜化
するのに適しており、電気化学装置用固体電解質として
好適なものである。
酸および/または含水ヘテロポリ酸塩が高度に分散され
ているのでプロトン伝導性が高く、耐熱性、耐久性にも
優れており、しかもディッピングやキャスト法でH膜化
するのに適しており、電気化学装置用固体電解質として
好適なものである。
[実施例]
以下に実施例をあげて本発明の詳細な説明するが、この
実施例によって本発明の範囲が制限されるものではない
。
実施例によって本発明の範囲が制限されるものではない
。
案J【倒」−
含水ワンタングステン酸(HzP W two 4(1
・29820、日本無機化学工業99製、以下PWと略
する)7.88gを水10g中に溶解し、つぎにテトラ
メトキシシラン(以下MSと略する)10gとメタノー
ルLogの混合溶液中へ攪拌下層下した。加熱しながら
約10分間攪拌後、溶液の一部をとりシャーレの中に流
し込んだ。室温で1週間風乾し、厚さ1.51の透明な
非晶質のガラス状薄膜を得た。この薄膜を一部とり、白
金電極で挟み交流インピーダンスメータでコールコール
プロットをかかせることによりプロトン伝導率を測定し
たところ2. OX 10−”Sew−’であった。
・29820、日本無機化学工業99製、以下PWと略
する)7.88gを水10g中に溶解し、つぎにテトラ
メトキシシラン(以下MSと略する)10gとメタノー
ルLogの混合溶液中へ攪拌下層下した。加熱しながら
約10分間攪拌後、溶液の一部をとりシャーレの中に流
し込んだ。室温で1週間風乾し、厚さ1.51の透明な
非晶質のガラス状薄膜を得た。この薄膜を一部とり、白
金電極で挟み交流インピーダンスメータでコールコール
プロットをかかせることによりプロトン伝導率を測定し
たところ2. OX 10−”Sew−’であった。
更に、上記のガラス拭RM’AのX線回折分析を行った
ところ、PWに特有の回折ピークは認められずシリカゲ
ル様のブロードなピークのみしか認められなかった。し
かし、赤外吸収スペクトルではPWに特有の振動スペク
トル(1080,985,887,807am−’)が
あられれた。これらのことからPWはシリカ非晶質ネッ
トワーク中に高度に分散された状態で存在していると考
えられた。
ところ、PWに特有の回折ピークは認められずシリカゲ
ル様のブロードなピークのみしか認められなかった。し
かし、赤外吸収スペクトルではPWに特有の振動スペク
トル(1080,985,887,807am−’)が
あられれた。これらのことからPWはシリカ非晶質ネッ
トワーク中に高度に分散された状態で存在していると考
えられた。
裏胤月2
PW3.3gを水5gに溶解し、つぎにMS4.2gと
イソプロピルアルコール87.5gの混合i1!F液中
へ攪拌下滴下した。50℃で24時間攪拌後、表面をき
れいに洗浄したスライドガラス上にプロトン伝導性薄膜
をディッピング法により形成し、はぼ透明な膜を得た。
イソプロピルアルコール87.5gの混合i1!F液中
へ攪拌下滴下した。50℃で24時間攪拌後、表面をき
れいに洗浄したスライドガラス上にプロトン伝導性薄膜
をディッピング法により形成し、はぼ透明な膜を得た。
80℃で1時間乾燥後膜厚を測定したところ、平均10
00人であった。このrIj膜にくし型金電極を真空蒸
着し、30℃、85%RH(相対湿度)中で24時間放
置後、実施例1と同じ方法でプロトン伝導性を測定した
ところ2X10″″3Sew−’であった。更に、この
薄膜のプロトン伝導率を85%RH中で温度を10.3
0.50.80℃と変化させて測定した。3 結果を表
−1に示す。
00人であった。このrIj膜にくし型金電極を真空蒸
着し、30℃、85%RH(相対湿度)中で24時間放
置後、実施例1と同じ方法でプロトン伝導性を測定した
ところ2X10″″3Sew−’であった。更に、この
薄膜のプロトン伝導率を85%RH中で温度を10.3
0.50.80℃と変化させて測定した。3 結果を表
−1に示す。
表−1
また、この薄膜を、100℃、100時間処理した後、
実施例1と同じ方法でプロトン伝導率を測定したところ
2. 2X 10−3Sc+s−’であった。
実施例1と同じ方法でプロトン伝導率を測定したところ
2. 2X 10−3Sc+s−’であった。
伝導率の対数を絶対温度の逆数にたいしてプロットする
とほぼ直線となり、その傾きから活性化エネルギーは約
21KJ/molと計算された。
とほぼ直線となり、その傾きから活性化エネルギーは約
21KJ/molと計算された。
これは、水素結合エネルギーと同等であり、この薄膜の
伝導性もシリカ非晶質中に分散された水分子を介してプ
ロ゛トンが移動していくものと考えられる。更に、10
0℃耐熱試験後の#膜のX線回折分析を行ったところ試
験前とほとんど同じ非晶質状態を維持していた。このこ
とより、この構造の安定性が伝導率の経時劣化を抑えて
いると考えられる。
伝導性もシリカ非晶質中に分散された水分子を介してプ
ロ゛トンが移動していくものと考えられる。更に、10
0℃耐熱試験後の#膜のX線回折分析を行ったところ試
験前とほとんど同じ非晶質状態を維持していた。このこ
とより、この構造の安定性が伝導率の経時劣化を抑えて
いると考えられる。
裏塵1広し=1旦
PW3.3gのかわりに表2に示す含水ヘテロポリ、酸
を、MS4.2gのかわりに表2に示す金属化合物およ
び/またはその誘導体を使用した以外は実施例2と同様
に行い、プロトン伝導率を測定した。結果を表−2に示
す(なお、表中の略号は以下のとうりである)。また、
いずれもX線回折分析では、PWに特有の回折ピークは
認められなかった。
を、MS4.2gのかわりに表2に示す金属化合物およ
び/またはその誘導体を使用した以外は実施例2と同様
に行い、プロトン伝導率を測定した。結果を表−2に示
す(なお、表中の略号は以下のとうりである)。また、
いずれもX線回折分析では、PWに特有の回折ピークは
認められなかった。
く表中の略号〉
ES−−−φ・テトラエトキシシラン
MTMS・・・メチルトリメトキシシランGTMS・・
・7−ゲリシドキシブロビルトリメトキシシラン TMB・・・・ホウ酸トリメチル TBA・・・・アルミニウムトリブトキシドTEG−Φ
一番ゲルマニウムトリエトキシドTEP・・・・リン酸
トリエチル DPAT・・・チタンジイソプロポキシアセチルアセト
ナート T B Z・・・・ジルコニウムテトラブトキシドBT
A・・・・ジブチル錫ジアセテートKFIOI・・信越
化学工業9勢製、 エポキシ変成ポリジメチルシロキ
サン 5TXN・・・日産化学工業■製、シリカゾルN521
0・・6原産業(111製、チタニアゾルTBT−ψ・
・テトラブトキシチタン 比1「例」。
・7−ゲリシドキシブロビルトリメトキシシラン TMB・・・・ホウ酸トリメチル TBA・・・・アルミニウムトリブトキシドTEG−Φ
一番ゲルマニウムトリエトキシドTEP・・・・リン酸
トリエチル DPAT・・・チタンジイソプロポキシアセチルアセト
ナート T B Z・・・・ジルコニウムテトラブトキシドBT
A・・・・ジブチル錫ジアセテートKFIOI・・信越
化学工業9勢製、 エポキシ変成ポリジメチルシロキ
サン 5TXN・・・日産化学工業■製、シリカゾルN521
0・・6原産業(111製、チタニアゾルTBT−ψ・
・テトラブトキシチタン 比1「例」。
PWを厚き1. 5m−に加圧成型した。この成型体に
ついてプロトン伝導性を測定したところ8×10−”S
cva−”であった。この成型体を実施例4と同様に
100℃の耐熱試験を行ったが、100時間後成型体は
ひび割れており耐久性に問題があった。
ついてプロトン伝導性を測定したところ8×10−”S
cva−”であった。この成型体を実施例4と同様に
100℃の耐熱試験を行ったが、100時間後成型体は
ひび割れており耐久性に問題があった。
比ntz
ポバール(PVA−203、クラレ■製)1.97gを
水15gに加熱溶解し、これにPW3.97gを水5g
に溶解させた溶液を攪拌下適下した。1時間加熱攪拌す
ると高粘度で透明な液体となった。この液体を白金リー
ド線の付いたネサガラスに挾み、30℃、85%RH中
で24時間放置後プロトン伝導性を測定したところ 1
×10″″’Saw″″lであり伝導率としては低いも
のであった。更に、耐熱試験のため温度を80℃に上げ
ると、徐々に失透し1時間後には黒く着色しプロトン伝
導率も低下した。
水15gに加熱溶解し、これにPW3.97gを水5g
に溶解させた溶液を攪拌下適下した。1時間加熱攪拌す
ると高粘度で透明な液体となった。この液体を白金リー
ド線の付いたネサガラスに挾み、30℃、85%RH中
で24時間放置後プロトン伝導性を測定したところ 1
×10″″’Saw″″lであり伝導率としては低いも
のであった。更に、耐熱試験のため温度を80℃に上げ
ると、徐々に失透し1時間後には黒く着色しプロトン伝
導率も低下した。
特許出願人 日本触媒化学工業株式会社手続補正書 (
自発) 昭和63年4月11日
自発) 昭和63年4月11日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 含水ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポリ酸
塩を、非晶質の金属酸化物中に高度に分散させたプロト
ン伝導性非晶質材料。 2 金属酸化物が元素周期律表のIII族、IV族、V族の
各元素からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属酸
化物である請求項1に記載のプロトン伝導性非晶質材料
。 3 金属酸化物がB、Al、Si、Ge、Sn、P、T
iおよびZrからなる群から選ばれた少なくとも一種の
金属酸化物である請求項1に記載のプロトン伝導性非晶
質材料。 4 加水分解および/または縮合可能な基を有する金属
化合物および/またはその誘導体を含む溶液もしくは分
散液と、含水ヘテロポリ酸および/または含水ヘテロポ
リ酸塩を含む溶液とを均一に混合した後、該金属化合物
またはその誘導体を加水分解および/または縮合させる
ことを特徴とする請求項1に記載のプロトン伝導性非晶
質材料の製造方法。 5 金属化合物が、一般式 (R^1)_mM(R^2)_n(X)_p(Y)_q
(但し、Mは金属元素、Xは酸素またはSO_4、Yは
アンモニウム基または有機アミノ基、 R^1は水素または置換基があってもよい炭素数10ま
でのアルキル基、アリル基、不飽和脂肪族残基の群から
選ばれる少なくとも一種の基、R^2はハロゲン、NO
_3、水酸基、アシロキシ基、アルコキシ基からなる群
から選ばれた少なくとも一種の基、m、pおよびqは0
または正の数であり、かつnは正の数で、2p+m+n
−q=金属元素Mの原子価 を満足する。また、m個のR^1は異なっていてもよく
、n個のR^2、p個のXおよびq個のYも同様である
。) で示されることを特徴とする請求項4に記載のプロトン
伝導性非晶質材料の製造方法。 6 金属化合物の置換基R^2が、水酸基、アシロキシ
基、アルコキシ基からなる群から選ばれた少なくとも一
種の基からなることを特徴とする請求項5に記載のプロ
トン伝導性非晶質材料の製造方法。 7 金属化合物の置換基Xが、酸素であることを特徴と
する請求項5に記載のプロトン伝導性非晶質材料の製造
方法。 8 金属化合物の金属元素Mが、元素周期率表のIII族
、IV族、V族の各元素からなる群から選ばれた少なくと
も一種の金属元素であることを特徴とする請求項5に記
載のプロトン伝導性非晶質材料の製造方法。 9 金属化合物の金属元素Mが、B、Al、Si、Ge
、Sn、P、TiおよびZrからなる群から選ばれた少
なくとも一種の金属元素であることを特徴とする請求項
5に記載のプロトン伝導性非晶質材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1683388A JPH01192742A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | プロトン伝導性非晶質材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1683388A JPH01192742A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | プロトン伝導性非晶質材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01192742A true JPH01192742A (ja) | 1989-08-02 |
Family
ID=11927199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1683388A Pending JPH01192742A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | プロトン伝導性非晶質材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01192742A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001054216A3 (en) * | 2000-01-18 | 2002-02-21 | Univ Ramot | Fuel cell with proton conducting membrane |
| JP2002203575A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-07-19 | Nuvera Fuel Cells Europ Srl | 高分子膜燃料電池のための膜電極アセンブリー |
| US6447943B1 (en) | 2000-01-18 | 2002-09-10 | Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. | Fuel cell with proton conducting membrane with a pore size less than 30 nm |
| CN110284190A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-27 | 合肥学院 | 一种十二磷钼酸H3PMo12O40·21H2O晶体材料的制备方法 |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP1683388A patent/JPH01192742A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001054216A3 (en) * | 2000-01-18 | 2002-02-21 | Univ Ramot | Fuel cell with proton conducting membrane |
| US6447943B1 (en) | 2000-01-18 | 2002-09-10 | Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. | Fuel cell with proton conducting membrane with a pore size less than 30 nm |
| US6492047B1 (en) | 2000-01-18 | 2002-12-10 | Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. | Fuel cell with proton conducting membrane |
| US7413824B2 (en) | 2000-01-18 | 2008-08-19 | Tel Aviv University Future Technology Development L.P. | Direct oxidation fuel cell with a divided fuel tank having a movable barrier pressurized by anode effluent gas |
| US8092955B2 (en) | 2000-01-18 | 2012-01-10 | Tel-Aviv Univrsity Future Technology Development L.P. | Fuel cell having fuel tank directly attached to anode allowing pump-free fuel delivery |
| JP2002203575A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-07-19 | Nuvera Fuel Cells Europ Srl | 高分子膜燃料電池のための膜電極アセンブリー |
| CN110284190A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-27 | 合肥学院 | 一种十二磷钼酸H3PMo12O40·21H2O晶体材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Terry et al. | Tris (tert-butoxy) siloxy complexes as single-source precursors to homogeneous zirconia-and hafnia-silica materials. An alternative to the sol-gel method | |
| El Nahrawy et al. | Compositional effects and optical properties of P2O5 doped magnesium silicate mesoporous thin films | |
| JP3733410B2 (ja) | エレクトロクロミック薄膜システムおよびその構成材料 | |
| DE3751856T2 (de) | Organisch-anorganisches Hybridpolymer | |
| Vioux | Nonhydrolytic sol− gel routes to oxides | |
| KR101536803B1 (ko) | 적외선 차폐 미립자 및 이의 제조방법, 및 이를 사용한 적외선 차폐 미립자 분산체, 적외선 차폐 기재 | |
| JP4225402B2 (ja) | 酸化亜鉛系微粒子、および、その用途 | |
| EP0992456B1 (en) | Process for producing composite sols, coating composition, and optical member | |
| KR101021659B1 (ko) | 태양전지 모듈용 글래스에 사용하기 위하여 광투과율을 증대시켜 주는 코팅액을 제조하는 방법과 이에 의하여 제조된 코팅액 조성물 | |
| WO2000037359A1 (en) | Fine particle, sol having fine particles dispersed, method for preparing said sol and substrate having coating thereon | |
| US5460738A (en) | Modified stannic oxide-zirconium oxide composite sol and process for preparing the same | |
| WO2004050560A1 (ja) | 変性された酸化第二スズゾル、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル、コーティング組成物及び光学部材 | |
| JP3506481B2 (ja) | 被膜形成用塗布液および被膜付基材 | |
| JPH01192742A (ja) | プロトン伝導性非晶質材料及びその製造方法 | |
| JP5827107B2 (ja) | 被膜形成用組成物の調製方法、および太陽電池モジュールの製造方法 | |
| KR101795751B1 (ko) | 고굴절 지르코니아 유무기 복합체의 제조방법 | |
| Orel et al. | Electrochemical and optical properties of sol-gel-derived Ce02 and mixed CeO2/SnO2 coatings | |
| Schubert | Heterobimetallic sol–gel precursors and intermediates | |
| WO1998054094A1 (en) | PROCESS FOR PREPARING In2O3-SnO2 PRECURSOR SOL AND PROCESS FOR PREPARING THIN FILM OF In2O3-SnO¿2? | |
| JP2913257B2 (ja) | チタニア−シリカ及び透明薄膜の製造方法 | |
| JP2686103B2 (ja) | ジルコニア系複合ゾル | |
| KR101959045B1 (ko) | 고굴절 유무기 하이브리드 졸의 제조 방법 | |
| JPH07305000A (ja) | 帯電防止被覆用組成物 | |
| WO1998041481A1 (en) | Composition for forming colored coating and process for producing glass article coated with colored coating | |
| JPH06212125A (ja) | 塗布液、その製造方法および被膜付基材 |