Composites and composite membranes

Details Composites and composite membranes Composites and composite membranes

C - Chemistry, Metallurgy

08

J

C08J 5/22 (2006.01) B01D 69/12 (2006.01) B01D 71/00 (2006.01) B01D 71/02 (2006.01) B01D 71/62 (2006.01) B01D 71/68 (2006.01) B01J 35/06 (2006.01) C08K 3/36 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01) H01M 8/10 (2006.01)

Patent

CA 2369703

The invention relates to a composite or a composite membrane consisting of an ionomer and of an inorganic option-ally functionalized phyllosilicate. The isomer can be: (a) a cation exchanger polymer; (b) an anion exchanger polymer; (c) a polymer containing both anion exchanger groupings as well as cation exchanger groupings on the polymer chain; (d) a blend consisting of (a) and (b), whereby the mixture ratio can range from 100 % (a) to 100 % (b). The blend can be ionically and even covalently cross-linked. The inorganic constituents can be selected from the group of the phyllosilicates or tectosilicates. The use of bentonites and zeolites are generally preferred in special montomorillonite. The mixture ratio isomer:bentonite ranges from 99:1 to 30:70. The invention also relates to the application of the composites/composite membranes: as proton conductors in membrane fuel cells (H2 fuel cells PEFC, direct methanol fuel cells DMFC) at temperatures greater than 100 C; in (electro)membrane separation methods such as dialysis, diffusion dialysis, gas separation, pervaporation, perstraction and in microfiltration and ultrafiltration, particularly due to their antifouling properties, and; as catalytic membranes in catalytic membrane reactors.

L'invention a pour objet un composite ou une membrane composite comprenant un ionomère et un phyllosilicate inorganique éventuellement fonctionnalisé, caractérisé en ce que le ionomère peut être (a) un polymère échangeur de cations, un polymère échangeur d'anions, (c) un polymère renfermant, sur la chaîne polymère, aussi bien des groupes échangeurs d'anions que des groupes échangeurs de cations; (d) un mélange de (a) et (b), avec un rapport de mélange pouvant aller de 100 % (a) à 100 % (b), ledit mélange pouvant être réticulé ioniquement, ou encore, par covalence. Les composants inorganiques peuvent appartenir au groupe des phyllosilicates ou des tectosilicates. Les bentonites et zéolites sont généralement préférées dans des montmorillonites spéciales. Le rapport de mélange ionomère/bentonite se situe entre 99/1 et 30/70. L'invention a également pour objet l'application des composites et des membranes composites comme conducteurs protoniques dans des piles à combustible à membrane (piles à combustible H2 PEFC, piles à combustible méthanol direct DMFC) dans des domaines de température supérieurs à 100 DEG C, dans des procédés de séparation par (électro)membranes tels que dialyse, dialyse de diffusion, séparation des gaz, pervaporation, perstraction, ainsi qu'en microfiltration et ultrafiltration, en raison de leurs propriétés antifouling, et, également, comme membranes catalytiques, dans des réacteurs à membranes catalytiques.

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