Super Proton Conductivity Through Control of Hydrogen‐Bonding Networks in Flexible Metal–Organic Frameworks

质子 金属有机骨架 电导率 氢键 材料科学 金属 纳米技术 化学 分子 吸附 物理化学 有机化学 冶金 物理 量子力学
作者
Nam Ho Kwon,Seunghee Han,Jihan Kim,Eun Seon Cho
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (32): e2301122-e2301122 被引量:21
标识
DOI:10.1002/smll.202301122
摘要

Abstract Metal–organic frameworks (MOFs) have received much attention as a solid‐state electrolyte in proton exchange membrane fuel cells. The introduction of proton carriers and functional groups into MOFs can improve the proton conductivity attributed to the formation of hydrogen‐bonding networks, while the underlying synergistic mechanism is still unclear. Here, a series of flexible MOFs (MIL‐88B, [Fe 3 O(OH)(H 2 O) 2 (O 2 C‐C 6 H 4 ‐CO 2 ) 3 ] with imidazole) is designed to modify the hydrogen‐bonding networks and investigate the resulting proton‐conducting characteristics by controlling the breathing behaviors. The breathing behavior is tuned by varying the amount of adsorbed imidazole into pore (small breathing (SB) and large breathing (LB)) and introducing functional groups onto ligands (‐NH 2 , ‐SO 3 H), resulting in four kinds of imidazole‐loaded MOFs−Im@MIL‐88B‐SB, Im@MIL‐88B‐LB, Im@MIL‐88B‐NH 2 , and Im@MIL‐88B‐SO 3 H. Im@MIL‐88B‐LB without functional groups exhibits the highest proton conductivity of 8.93 × 10 −2 S cm −1 at 60 °C and 95% relative humidity among imidazole‐loaded proton conductors despite the mild condition, indicating that functional groups may not be always required to enhance proton conductivity. The elaborately controlled pore size and host–guest interaction in flexible MOFs through imidazole‐dependent structural transformation are translated into the high proton concentration without the limitation of proton mobility, contributing to the formation of effective hydrogen‐bonding networks in imidazole conducting media.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
愉快无心完成签到 ,获得积分10
2秒前
5秒前
11秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
16秒前
WakinLEO发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
19秒前
予秋发布了新的文献求助10
21秒前
好运来发布了新的文献求助10
22秒前
sll完成签到 ,获得积分10
23秒前
Emma完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
sonicker完成签到 ,获得积分10
28秒前
文静土豆完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
31秒前
dangdang完成签到 ,获得积分10
33秒前
YifanWang应助一个小胖子采纳,获得10
33秒前
西瓜宝宝发布了新的文献求助10
36秒前
欣喜的涵柏完成签到 ,获得积分10
37秒前
psydaodao完成签到,获得积分0
39秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
40秒前
41秒前
42秒前
点点完成签到 ,获得积分10
45秒前
47秒前
科研圣体发布了新的文献求助10
48秒前
48秒前
加湿器发布了新的文献求助10
48秒前
科研通AI6.3应助WakinLEO采纳,获得30
49秒前
50秒前
千帆破浪完成签到 ,获得积分10
51秒前
儒雅的如松完成签到 ,获得积分10
55秒前
56秒前
Laser_eyes完成签到,获得积分10
56秒前
YifanWang应助一个小胖子采纳,获得10
58秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
Orange应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
共享精神应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
乐乐应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6404400
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8223606
关于积分的说明 17430102
捐赠科研通 5456986
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883660
邀请新用户注册赠送积分活动 1859855
关于科研通互助平台的介绍 1701334