KR101919863B1 - 바이오폴리머 매트릭스를 가진 단일체 이오노겔, 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

바이오폴리머 매트릭스를 가진 단일체 이오노겔, 및 그것의 제조 방법 Download PDF

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카롤르 세클리에
비도 진 르
넬라 부흐토바
오렐리 귀요마르-락
필리프-프랑크 지라드
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허친슨
상뜨르 나시오날 드 라 리쉐르쉐 샹띠피끄
위니베르시떼 드 낭뜨
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 이온성 액체를 위한 유기 봉쇄 매트릭스를 가진 단일체 이오노겔, 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이오노겔은 가교결합된 다당 기재를 가진 바이오폴리머 봉쇄 매트릭스와 이 매트릭스에 의해서 형성된 네트워크에 봉쇄된 액체를 포함하며, 이로써 다당은 실록산 가교결합된 다리를 갖게 되고, 이오노겔은 스스로 자체-지지된 고체 전해질을 구성할 수 있는 화학적 겔이다. 이 이오노겔은 실란화제에 의한 염기성 수성 용액 중의 다당의 실란화, 및 실란화된 다당의 중축합을 포함하는 방법을 사용하여 얻어진다. 제1 실시형태에서, 이 방법은 졸-겔에 의해서 실란화되고 가교결합된 다당 기재로 하이드로겔을 제조하는 단계, 이어서 소수성을 증가시키는 용매의 교환 반응을 포함한다. 제2 바람직한 실시형태에서, 그것은 산 매체 중의 이온성 액체를 포함하는 제1 용액과 실란화되고 비가교결합된 다당을 함유하는 제2 용액을 혼합하는 단계를 포함하며, 혼합을 통해서 가교결합이 일어난다.

Description

바이오폴리머 매트릭스를 가진 단일체 이오노겔, 및 그것의 제조 방법{MONOLITHIC IONOGEL WITH BIOPOLYMER MATRIX, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 적어도 하나의 이온성 액체를 봉쇄하는 바이오폴리머 타입의 유기 매트릭스를 포함하는 단일체 이오노겔(즉, "바이오베이스" 이오노겔), 및 두 가지 분리된 이오노겔을 가져오는 두 실행 방식을 포함하는 이 이오노겔의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 일반적으로 가요성, 단일체, 이온성 전도 겔을 사용한 장치(특히, 배터리, 전지, 광전지와 같은 에너지-저장 장치용), 기체나 액체를 분리하기 위한 막, 전기투석막, 센서 및 크로마토그래피 분석에서 정지상에 적용되며, 이들은 예시로서 제한되는 것은 아니다.
가수분해와 축합의 졸-겔 과정에 의해서 겔을 제조하는 것이 오랫동안 공지되어 왔으며, 이것은 분자 전구물질("참" 용액이라고 한다)에서 시작하여 콜로이드 용액("졸"이라고 한다)이 형성된 후 콜로이드 입자들의 연결에 의해서 겔이라고 불리는 연속된 고체 골격을 형성한다.
더욱이, 양이온과 음이온의 회합에 의해서 이온성 액체가 형성되며, 이것은 주변 온도에 가까운 온도에서 액체 상태이다. 이들은 제로 휘발성, 높은 이온 전도성 및 또한 촉매 특성과 같은 눈에 띄는 특성들을 가진다.
연속된 고체 골격을 형성하는 봉쇄 매트릭스에 이온성 액체를 봉쇄함으로써 이오노겔, 즉 이온전도도가 보존된 이온성 액체를 봉쇄한 겔을 얻는 것이 특히 공지되어 있다. 이렇게 봉쇄된 이온성 액체는 정의대로 매트릭스에 함유된 채로 유지되며, 그로부터 누출되거나 증발되지 않는다.
이러한 이오노겔은 특히 특허문헌 WO-A1-2005/007746에 제시되며, 이것은 이온성 액체와 미리 혼합되어 중축합 후 봉쇄 매트릭스를 형성하는 알콕시실란과 같은 가수분해가능한 기(들)을 포함하는 졸-겔 분자 전구물질의 중축합에 의해서 광물 또는 유기광물 타입(즉, 본질적으로 무기)의 견고한 봉쇄 매트릭스 포함하는 단일체 이오노겔을 형성하는 것을 교시한다.
특허문헌 WO-A1-2010/092258은 다공성 복합체 전극 상에 이오노겔을 캐스팅하고, 동시에 전해질-함침된 복합체 전극과 역시 광물 또는 유기광물인 견고한 매트릭스를 포함하는 세퍼레이터 전해질을 형성함으로써 리튬 배터리용 복합체 전극을 제조하는 것을 교시한다. 이 이오노겔은 이온성 액체, 리튬염 및 알콕시실란과 같은 동일한 졸-겔 전구물질을 혼합함으로써 얻어진다.
더욱이, Interaction of Ionic Liquids with Polysaccharides, 8-Synthesis of Cellulose Sulfates Suitable for Polyelectrolyte Complex Formation;Gericke, M., Liebert, T., Heinze, T. Macromol . Biosci. 2009, 9, 343-353의 논문에 제시된 것과 같은 다당과 같은 바이오폴리머 봉쇄 매트릭스(즉, 생물에 의해서 생성된다고 하는 바이오매스로부터 유래된 유기 폴리머를 기반으로 한)를 포함하는 이오노겔을 합성하는 것이 지금까지 추구되었다. 이 논문에서 얻어진 이오노겔의 주요 단점은 이들이 배타적으로 견고한 물리적 겔이라는 사실이다(즉, 물리적 가교결합을 가진 겔, 즉 온도와 같은 물리적 조건에 따라서 스트레스 하에 가역적인 변형가능한 약한 결합을 가진 겔). 바이오폴리머 매트릭스를 포함하는 이들 공지된 이오노겔의 다른 단점은 봉쇄된 이온성 액체가 친수성이어야 한다는 것이다.
본 발명의 목적은 특히 이들 단점을 극복한 적어도 하나의 이온성 액체를 위한 바이오폴리머 봉쇄 매트릭스를 포함하는 이오노겔을 제공하는 것이며, 이 목적은 다당의 중합체 사슬 사이에 Si-O-Si 실록산 가교결합 다리를 형성하는 실란화제와 다당의 제어된 화학적 가교결합이 놀랍게도 약 200℃의 온도에서도 안정하며 높은 성능 수준을 가진 가요성 단일체 이오노겔의 획득을 가능하게 한다는 출원인의 발견에 의해서 달성된다.
따라서, 본 발명에 따른 단일체 이오노겔은 적어도 하나의 가교결합된 다당을 기반으로 한 바이오폴리머 봉쇄 매트릭스와 상기 매트릭스에 의해서 형성된 네트워크에 봉쇄된 적어도 하나의 이온성 액체를 포함하며, 이 이오노겔은 상기 적어도 하나의 다당이 실록산 가교결합 다리를 갖는 것을 특징으로 하고, 이오노겔은 스스로 자체-지지된 고체 전해질을 구성할 수 있는 화학적 겔이다(이 자체-지지된 특징은 이오노겔의 단일체 성질로 인한 것이다).
본 발명에 따른 이 화학적 겔(즉, 화학적 가교결합과 약 200℃의 온도에서도 오래 지속되는 안정성과 성능 수준을 제공하는 강한 결합을 가진)은 유익하게 10μm 이상(바람직하게 15μm 내지 200μm)의 평균 두께, 및 25℃에서 0.7 mS.cm-1 이상의 이온전도도를 가진 자체-지지된 필름으로부터 형성될 수 있다는 것이 주지될 것이다.
또한, 본 발명에 따른 이오노겔은 실록산 다리에 의해서 가교결합된 호스트 네트웨크를 형성하며, 이 이오노겔은 수동 휨 시험에 의해서 검증된 높은 가요성을 나타낸다는 것이 주지될 것이다.
또한, 본 발명의 이오노겔에서 사용가능한 상기 적어도 하나의 이온성 액체는 상기 언급된 논문과 달리 별다른 차이 없이 친수성 타입이나 소수성 타입일 수 있다는 것이 주지될 것이다.
본 발명의 다른 특징에 따라서, 상기 봉쇄 매트릭스는 상기 언급된 특허문헌의 이오노겔과 달리 알콕시실란과 같은 실란으로부터 유래된 졸-겔의 어떤 분자 전구물질이 없을 수 있다.
다당은 특히 식 -[Cx(H2O)y)]n-(여기서 y는 일반적으로 x-1과 같다)에 해당하는 모든 공지된 선형 또는 분지형 다당류가 본 발명에서 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 다당은 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필옥시메톡시셀룰로오스 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 셀룰로오스-계 유도체이다.
똑같이, 바람직하게 상기 적어도 하나의 다당은 예를 들어 특허문헌 WO-A1-97/05911과 Synthesis and General Properties of Silated-Hydroxypropyl Methyl-cellulose in Prospect of Biomedical Use　; Bourges, X. Weiss, P. Daculsi, G. Legeay, G. Adv . Colloid Interface Sci . 2002, 99, 215-228의 논문에 제시된 것과 같은 상기 실록산 가교결합 다리를 형성할 수 있는 기를 가진다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 이온성 액체는 다음을 포함한다:
- 양이온으로서, 질소 원자를 포함하며 이미다졸륨, 피리디늄, 피롤리디늄 및 피페리디늄으로부터 선택되는 핵, 이 핵은 바람직하게 질소 원자 상에서 1 내지 8개 탄소 원자를 가진 하나 또는 두 개의 알킬기로 그리고 탄소 원자 상에서 1 내지 30개 탄소 원자를 가진 하나 이상의 알킬기로 치환된다.
- 음이온으로서 할라이드, 퍼플루오로 음이온, 포스포네이트, 디시안아미드 또는 보레이트, 상기 음이온은 바람직하게 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드이다.
더욱더 바람직하게, 상기 적어도 하나의 이온성 액체는 소수성이도록 선택되며, 예를 들어 피롤리디늄 핵을 포함하는 양이온과 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드 음이온을 포함한다.
본 발명의 다른 일반적인 특징에 따라서, 상기 이오노겔은, 상기 실록산 가교결합 다리를 형성할 수 있고 하기로 구성되는 군으로부터 바람직하게 선택되는 실란화제로 미리 실란화된 상기 적어도 하나의 다당을 포함할 수 있다:
a) 식 (I)의 화합물
Figure 112016009476962-pct00001
(여기서 A는 할로겐 원자 또는 에폭시드 기로 선택적으로 치환되는 C1-C20 알킬기를 나타내고, R1, R2 및 R3은 각각 서로 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알킬기 또는 알칼리 금속을 나타낸다);
b) 식 (II)의 화합물
Figure 112016009476962-pct00002
(여기서 A는 할로겐 원자 또는 에폭시드 기로 선택적으로 치환되는 C1-C20 알킬기를 나타내고, B는 C1-C20 알킬기를 나타내고, R1, R2 및 R3은 각각 서로 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알킬기 또는 알칼리 금속을 나타낸다);
c) 식 (III)의 화합물
Figure 112016009476962-pct00003
(여기서 R1, R2 및 R3은 각각 서로 독립적으로 할로겐 원자 또는 에폭시드 기로 선택적으로 치환되는 C1-C20 알킬기를 나타낸다); 및
d) 비스글리시독시프로필테트라메틸디실라잔.
더욱더 바람직하게, 상기 실란화제는 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란, 비스글리시독시프로필테트라메틸디실라잔 및 글리시독시프로필트리이소프로폭시실란으로부터 선택된다.
유익하게, 상기 이오노겔은 또한 상기 실록산 가교결합 다리와 공유 결합을 형성하는 무기 나노섬유를 포함할 수 있으며, 이것은 바람직하게 대부분 이방성이며 메조다공성이고, 10에 가까운 애스펙트비를 가질 수 있는 실리카 나노섬유이다. 이 경우, 상기 이오노겔은 유익하게 25℃에서 1.5 mS.cm-1 내지 5　mS.cm-1의 이온전도도를 가질 수 있는 나노복합체를 형성한다.
일반적으로, 상기 정의된 이오노겔을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 염기성 수성 용액에서 상기 적어도 하나의 다당의 실란화제에 의한 실란화, 및 실란화된 다당의 중축합을 필수적으로 포함한다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 이온성 액체는 소수성이고, 상기 실란화제는 상기 정의된 대로이다.
더 구체적으로, 본 발명에 따른 이오노겔은 이후 제시되는 두 실시형태에 따라서 두 분리된 과정에 따라서 제조될 수 있다.
본 발명의 제1 실시형태에 따라서, 이 과정은 다음을 포함한다:
- 수성 매체 중에서 중축합에 의한, 졸-겔 경로를 통해서 실란화되고 가교결합된 상기 적어도 하나의 다당을 기반으로 한 하이드로겔의 제조(하이드로겔에서 다당이 물을 봉쇄한다는 점이 명시된다), 이어서
- 소수성을 증가시키는 용매가 교환되는 연속 반응.
하이드로겔이 100μm 이상일 수 있는 필름의 다양한 두께로 얇은 필름 형태로 지지체 상에 캐스팅되거나 코팅될 수 있다는 것이 주지될 것이다(이러한 하이드로겔은 특히 중축합에 의해서 실란화된 다당 타입의 봉쇄 매트릭스를 포함하는 하이드로겔의 형성을 교시하는 상기 언급된 특허문헌 WO-A1-97/05911에 제시된다).
소수성을 증가시키는 용매가 교환되는 상기 반응은 다음을 포함할 수 있다:
- 실란화되고 가교결합된 상기 적어도 하나의 다당을 함유한 수성 용매를 친수성 이온성 액체, 예를 들어 1,3-디메틸이미다졸륨 메틸포스포네이트를 기반으로 한 비수성 제1 용매로 졸-겔 경로를 통해서 교환하는 용매의 첫 번째 교환,
- 상기 비수성 제1 용매를 예를 들어, 아세토니트릴을 기반으로 한 친수성이 적은 비수성 중간 용매로 교환하는 용매의 적어도 한 번의 중간 교환, 및
- 상기 비수성 중간 용매를 상기 적어도 하나의 소수성 이온성 액체로 교환하는 용매의 최종 교환.
상기 제1 실시형태와 비교하여, 단축된 제조 시간 및 봉쇄된 이온성 액체의 더 큰 질량 분율을 수반하는 이점을 특히 가진 본 발명의 제2 바람직한 실시형태에 따라서, 이 과정은 산성 매체 중의 상기 적어도 하나의 이온성 액체를 포함하는 제1 용액과 수성 염기성 매체 중의 실란화되고 비가교결합된 상기 적어도 하나의 다당을 기반으로 한 제2 용액의 직접 혼합을 포함하며, 이로써 이 혼합에 의해서 이온성 액체 매체 중에서 다당의 중축합을 통해서 상기 실록산 다리를 통한 상기 적어도 하나의 다당의 가교결합이 일어나게 된다.
유익하게, 이들 두 실시형태는 상기 적어도 하나의 다당의 상기 실록산 가교결합 다리와 공유 결합을 형성하는 무기 나노섬유, 바람직하게 대부분 이방성이며 메조다공성이고 10에 가까운 애스펙트비를 가질 수 있는 실리카 나노섬유의 첨가를 더 포함할 수 있으며, 이로써 이오노겔은 25℃에서 1.5 mS.cm-1 내지 5 mS.cm-1의 이온전도도를 가지게 된다.
본 발명의 다른 특징들, 이점들 및 상세한 내용들이 비제한적 예시로서 주어진 본 발명의 몇몇 예시적인 실시형태에 대한 이후의 설명을 읽으면서 드러날 것이다.
본 발명의 제1 실시형태에 따른 이오노겔의 제조예
상기 언급된 특허문헌 WO-A1-97/05911에 설명된 프로토콜에 따라서 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란("GPTMS"로 약기, Sigma-Aldrich에서 제조)에 의해서 미리 실란화된 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(Colorcon에서 Methocel E4M이란 명칭으로 제조, 물에서 2% 질량 분율일 때 25℃에서 4000 cP의 점도를 가진다)를 화학적으로 가교결합시켰다. 얻어진 실란화되고 가교결합된 HPMC 생성물은 봉쇄 매트릭스를 형성하기 위한 출발 하이드로겔(이후 H1으로 언급)을 구성한다.
출발 하이드로겔 H1(Si-O-Si 다리에 의해서 가교결합된 실란화된 HPMC 2 중량%와 수성 용액 98%를 함유)에 그것의 제조 동안 10에 가까운 애스펙트비를 가진 이방성이며 메조다공성인 실리카 나노섬유를 1% 및 4%의 두 가지 질량 분율로 첨가하여 두 가지 다른 출발 하이드로겔 H2와 H3을 각각 얻었다.
다음으로, 각 하이드로겔 H1, H2 및 H3에 다음 단계를 포함하는 동일한 용매 교환 과정을 거쳤다:
a) 1,3-디메틸이미다졸륨 메틸포스포네이트(MMIm MePhos로 약기)로 구성되는 친수성 이온성 액체에 대해 H1, H2 및 H3을 24시간 동안 이 이온성 액체의 두 개의 연속 조에 침지시켜서 H1, H2 및 H3의 수성 용액을 교환하여 중간체 이오노겔 I1, I2 및 I3를 각각 얻었다;
b) 주변 분위기 하에 50℃에서 24시간 동안 건조 후 24시간 동안 Soxhlex 장치에 이들 중간체 이오노겔 I1, I2 및 I3을 넣어두어서 이 MMIm MePhos 이온성 액체를 아세토니트릴로 교환했다; 이어서
c) 이 교환 직후 얻어진 샘플을 24시간 동안 소수성 이온성 액체를 함유하는 두 개의 연속 조에 넣고, 이어서 주변 분위기 하에 50℃에서 24시간 동안 건조시켜서 본 발명에 따른 3개의 최종 이오노겔 I1', I2' 및 I3'을 얻었다.
N-프로필-N-메틸피롤리디늄 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드(Pyr13 TFSI로 약기)가 봉쇄될 소수성 이온성 액체로 사용되었다.
본 발명의 이들 3개의 소수성 이오노겔 I1', I2' 및 I3'(각각 0%, 1% 및 4%의 실리카 나노섬유의 질량 분율을 포함하는 하이드로겔 H1, H2 및 H3로부터 유래된다)은 모두 균질하며 가요성인 자체-지지된 구조를 가졌다(가요성은 수동 휨 시험에 의해서 특정되었다). 아래 표 1은 용매 교환 과정의 각 단계에서 이오노겔 I1', I2' 및 I3'을 가져온 총 매트릭스 + 액체 중 4개 액체(즉, 물, MMIm MePhos, 아세토니트릴 및 Pyr13 TFSI)의 질량 분율과 각 이오노겔 I1', I2' 및 I3'와 각 초기 하이드로겔 H1, H2 및 H3 사이의 총 부피 손실에 대한 상세한 내용을 제공한다.
샘플 물 MMIm MePhos 아세토니트릴 Pyr13 TFSI 부피 손실
H1, I1, I1' 98% 95% 83% 69% 95%
H2, I2, I2' 98% 95% 85% 83% 93%
H3, I3, I3' 98% 94% 85% 90% 30%
이들 결과는 Si-O-Si 가교결합 다리와 접목함으로써 상호작용하는 실리카 나노섬유의 첨가에 의해서 부피 손실이 최소화된 것을 나타낸다. 또한, 나노섬유가 없는 이오노겔 I1'에서 Pyr13 TFSI의 질량 분율(69%)은 나노섬유를 함유한 이오노겔 I2' 및 I3'에서의 질량 분율보다 적고(이 Pyr13 TFSI 분율은 가장 많은 나노섬유를 함유한 이오노겔 I3'에서 최대이다), 이로써 Pyr13 TFSI와 같은 소수성 이온성 액체와 나노섬유의 우수한 친화력을 나타낸다.
또한, MMIm MePhos, Pyr13 TFSI 및 이오노겔 I1', I2' 및 I3'의 "FTIR"("푸리에 변환 적외선 분광법") 분석은 후자가 그것의 매트릭스 내에 소수성 이온성 액체 Pyr13 TFSI를 순수한 상태로 함유한 것을 나타냈다. 다시 말해서, 용매 교환이 완전했으며, 이로써 이오노겔 I1', I2' 및 I3'를 얻게 되었다.
더욱이, 이오노겔 I1', I2' 및 I3', 실란화된 HPMC 바이오폴리머 및 출발 하이드로겔 H1의 샘플의 질량 손실을 온도의 함수로서 측정하는 열중량 분석(TGA)을 수행했다. 이들 TGA 분석은 실란화된 HPMC 폴리머의 변성만 210℃의 온도에서 일어나지만, 이 변성이 하이드로겔 H1에서 가교결합된 상태에서는 더 고온(240℃)에서 일어난 것을 나타냈다. Pyr13 TFSI 이온성 액체로 물의 교환 후, 이오노겔에서 실란화되고 가교결합된 HPMC의 열 안정성이 개선되며, 260℃까지 안정하게 유지되고, 이 이온성 액체의 변성 역치(400℃ 이상)는 일단 봉쇄되면 보존된다.
아래 표 2는 Pyr13 TFSI 이온성 액체와 비교하여, 본 발명의 3개 이오노겔 I1', I2' 및 I3'의 복소 임피던스 분광법에 의해서 20℃에서 측정된 이온전도도를 제공한다(24시간 동안 50℃에서 진공 하에 건조 후).
Pyr13 TFSI I1' I2' I3'
s (mS.cm-1) 2.8 0.7 1.5 4.5
이들 결과는 실리카 나노섬유가 없는 이오노겔 I1'의 특징적인 0.7　mS.cm-1의 이온전도도가 공지된 다당 기재 이오노겔의 이온전도도와 비슷하거나 또는 심지어 더 높다는 것을 나타낸다. 또한, 이들 실리카 나노섬유의 첨가는 20℃ 이상 90℃에 이르는 온도에서도 봉쇄되지 않은 이온성 액체보다 높은 이들 나노섬유의 4%에서 얻어진 4.5　mS.cm-1의 이온전도도에 의해서 특히 나타난 대로 이 전도도의 상당한 증가를 가능하게 한다.
본 발명의 제2 실시형태에 따른 이오노겔의 제조예
상기 언급된 제1 실시형태와 동일한 하이드록시프로필메틸셀룰로오스를 동일한 "GPTMS" 실란화제에 의해서 화학적으로 실란화하고, 제1 실시형태와 동일한 액체(Pyr13 TFSI)를 봉쇄될 이온성 액체로 사용했다.
먼저 용액 1과 2를 다음과 같이 제조했다:
- 용액 1: 0 내지 80mg 범위의 실리카 나노섬유의 다양한 양(제1 실시형태와 동일하게)을 아세토니트릴 1ml 및 포름산 1.7ml와 혼합하고, 이어서 얻어진 용액을 1시간 동안 초음파 조에 넣어두었다. 다음으로, Pyr13 TFSI 이온성 액체를 0.47g 내지 1g 범위의 다양한 양으로 첨가하여 일련의 다양한 용액 1을 얻었다;
- 용액 2: 수성 NaOH 용액 97ml(0.2　mol.l- 1)를 함유한 닫힌 플라스크에 실란화되고 비가교결합된 HPMC 폴리머 3g을 도입하고, 주변 온도에서 48시간 동안 교반하여 겔을 형성하는 단일 용액 2를 제조했다. 다음으로, 얻어진 용액을 주변 온도에서 1차 20시간 동안 수산화나트륨 용액 1.9l(0.2　mol.l- 1)에 대해, 이어서 2차 1시간 30분 동안 이 수산화나트륨 용액 2l(0.09 mol.l- 1)에 대해 투석했다.
다음으로, 각 용액 1을 주사기 교환에 의해서 용액 2 0.5ml와 혼합했고, 상기 혼합은 실란화된 HPMC의 가교결합을 행한다.
이렇게 얻어진 각 혼합물을 몰드에 캐스팅하거나, 또는 유리 슬라이드나 PET 시트(예를 들어, Mylar®)와 같은 부착 기판 상에 200μm 두께로 코팅하여 성형했다. 각 혼합물이 겔화되었고, 이후 1일 내지 3일 범위의 기간 동안 용매를 증발시켰다.
이렇게 얻어진 이오노겔은 캐스팅이든 코팅이든 이들의 이온전도도(임피던스 분광법에 의해서 25℃에서 측정)는 상기 언급된 제1 실시형태에 의해서 얻어진 비교적 높은 전도도와 똑같이 약 0.8　mS.cm-1 내지 5.0　mS.cm-1였다.
이오노겔을 몰드에 캐스팅한 바람직한 경우에, 이들은 "Palmer" 장치를 사용하여 측정된 평균 두께를 가졌고, 이 두께 범위는 100μm 내지 900μm였다.
얇은 필름으로 부착된 이오노겔의 경우에, 이들은 기계적 표면측정에 의해서 측정된 가변적 두께를 가졌고, 이 두께 범위는 10μm 내지 100μm였다.

Claims (19)

  1. 적어도 하나의 가교결합된 다당을 기반으로 한 바이오폴리머 봉쇄 매트릭스와 상기 매트릭스에 의해서 형성된 네트워크에 봉쇄된 적어도 하나의 이온성 액체를 포함하며, 상기 적어도 하나의 다당이 실록산 가교결합 다리를 가지고, 스스로 자체-지지된 고체 전해질을 구성할 수 있는 화학적 겔인, 단일체 이오노겔.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이오노겔은 10μm 이상의 평균 두께, 및 25℃에서 0.7 mS.cm-1 이상의 이온전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다당은 셀룰로오스-계 유도체인 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다당은 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필옥시메톡시셀룰로오스 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이온성 액체는
    - 양이온으로서, 질소 원자를 포함하며 이미다졸륨, 피리디늄, 피롤리디늄 및 피페리디늄 핵으로부터 선택되는 핵, 및
    - 음이온으로서, 할라이드, 퍼플루오로 음이온, 포스포네이트, 디시안아미드 또는 보레이트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 양이온은 질소 원자 상에서 1 내지 8개 탄소 원자를 가진 하나 또는 두 개의 알킬기로 그리고 탄소 원자 상에서 1 내지 30개 탄소 원자를 가진 하나 이상의 알킬기로 치환되어 있는 상기 핵인 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 음이온은 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드인 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이온성 액체는 소수성인 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이오노겔은 상기 실록산 가교결합 다리를 형성할 수 있는 실란화제로 미리 실란화된 상기 적어도 하나의 다당을 포함하는 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 실란화제는
    a) 식 (I)의 화합물
    Figure 112018100030951-pct00007

    (여기서 A는 할로겐 원자 또는 에폭시드 기로 선택적으로 치환된 C1-C20 알킬기를 나타내고, R1, R2 및 R3은 각각 서로 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알킬기 또는 알칼리 금속을 나타낸다);
    b) 식 (II)의 화합물
    Figure 112018100030951-pct00008

    (여기서 A는 할로겐 원자 또는 에폭시드 기로 선택적으로 치환된 C1-C20 알킬기를 나타내고, B는 C1-C20 알킬기를 나타내고, R1, R2 및 R3은 각각 서로 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알킬기 또는 알칼리 금속을 나타낸다);
    c) 식 (III)의 화합물
    Figure 112018100030951-pct00009

    (여기서 R1, R2 및 R3은 각각 서로 독립적으로 할로겐 원자 또는 에폭시드 기로 선택적으로 치환된 C1-C20 알킬기를 나타낸다); 및
    d) 비스글리시독시프로필테트라메틸디실라잔으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이오노겔은 상기 실록산 가교결합 다리와 공유 결합을 형성하는 무기 나노섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 무기 나노섬유는 이방성이고 메조다공성인 실리카 나노섬유인 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 이오노겔은 25℃에서 1.5　mS.cm-1 내지 5　mS.cm-1의 이온전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 이오노겔.
  14. 염기성 수성 용액에서 상기 적어도 하나의 다당의 실란화제에 의한 실란화 단계, 및 실란화된 다당의 중축합 단계를 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 또는 제 2 항에 청구된 이오노겔의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 수성 매체 중에서 중축합에 의한, 졸-겔 경로에 의해서 실란화되고 가교결합된 상기 적어도 하나의 다당을 기반으로 한 하이드로겔의 제조 단계와 이어서 소수성을 증가시키는 용매가 교환되는 연속 반응단계를 포함하고, 이 연속 반응단계가
    - 실란화되고 가교결합된 상기 적어도 하나의 다당을 함유한 수성 용매를 친수성 이온성 액체를 기반으로 한 비수성 제1 용매로 졸-겔 경로를 통해서 교환하는 용매의 첫 번째 교환,
    - 상기 비수성 제1 용매를 기반으로 한 친수성이 적은 비수성 중간 용매로 교환하는 용매의 적어도 한 번의 중간 교환, 및
    - 상기 비수성 중간 용매를 상기 적어도 하나의 소수성 이온성 액체로 교환하는 용매의 최종 교환
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 친수성 이온성 액체는 1,3-디메틸이미다졸륨 메틸포스포네이트이고, 상기 친수성이 적은 비수성 중간 용매는 아세토니트릴을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 산 매체 중의 상기 적어도 하나의 이온성 액체를 포함하는 제1 용액과 수성 염기성 매체 중의 상기 적어도 하나의 실란화되고 비가교결합된 다당을 함유한 제2 용액의 직접 혼합 단계를 포함하며, 이 혼합에 의해서 이온성 액체 매체 중에서 다당의 중축합을 통해서 상기 실록산 다리를 통한 상기 적어도 하나의 다당의 가교결합이 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다당의 상기 실록산 가교결합 다리와 공유 결합을 형성하는 무기 나노섬유를 첨가하는 단계를 더 포함하며, 이로써 상기 이오노겔이 25℃에서 1.5 mS.cm-1 내지 5 mS.cm-1의 이온전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 무기 나노섬유는 이방성이며 메조다공성인 실리카 나노섬유인 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106611873B (zh) * 2015-10-22 2019-11-05 中南大学 一种基于糖类交联聚合物的固体电解质膜的制备方法及应用
JP7012660B2 (ja) 2016-04-01 2022-02-14 ノームズ テクノロジーズ インコーポレイテッド リン含有修飾イオン性液体
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CN110915037B (zh) 2017-07-17 2023-11-07 诺姆斯科技公司 含磷电解质
JP7134948B2 (ja) 2017-11-02 2022-09-12 アイメック・ヴェーゼットウェー 固体電解質、電極、蓄電素子及び固体電解質の製造方法
WO2019088197A1 (ja) * 2017-11-02 2019-05-09 アイメック・ヴェーゼットウェー 固体電解質、電極、蓄電素子及び固体電解質の製造方法
CN109585889A (zh) * 2018-11-29 2019-04-05 江苏师范大学 一种离子凝胶基质子交换膜的制备方法
CN111463403A (zh) * 2020-04-13 2020-07-28 武汉大学 复合人工固态电解质界面膜修饰的负极材料及其电池应用
CN111463481A (zh) * 2020-04-13 2020-07-28 武汉大学 一种复合准固态电解质、制备方法及全电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012126797A (ja) 2010-12-14 2012-07-05 Jsr Corp 多糖複合粒子の製造方法、及び、多糖複合粒子
JP2013082796A (ja) 2011-10-07 2013-05-09 Kao Corp ゲル状体及びその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3599249B2 (ja) * 1994-12-28 2004-12-08 信越化学工業株式会社 水溶性セルロースエーテル及びその製造方法
JP4366783B2 (ja) * 1998-11-16 2009-11-18 株式会社デンソー 積層型電池及びその電極の製造方法
US7595372B2 (en) * 2005-04-07 2009-09-29 Momentive Performance Materials Inc. Epoxy silane oligomer and coating composition containing same
FR2942235B1 (fr) * 2009-02-13 2011-07-22 Centre Nat Rech Scient Gels conducteurs ioniques, leur procede de preparation et leur utilisation comme electrolyte

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012126797A (ja) 2010-12-14 2012-07-05 Jsr Corp 多糖複合粒子の製造方法、及び、多糖複合粒子
JP2013082796A (ja) 2011-10-07 2013-05-09 Kao Corp ゲル状体及びその製造方法

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