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 量子力学 物理
作者
Nam Ho Kwon,Seunghee Han,Jihan Kim,Eun Seon Cho
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (32) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/smll.202301122
摘要

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, [Fe3 O(OH)(H2 O)2 (O2 C-C6 H4 -CO2 )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 (-NH2 , -SO3 H), resulting in four kinds of imidazole-loaded MOFs-Im@MIL-88B-SB, Im@MIL-88B-LB, Im@MIL-88B-NH2 , and Im@MIL-88B-SO3 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
酷酷的雁易完成签到,获得积分10
刚刚
传奇3应助农大彭于晏采纳,获得10
1秒前
李健应助冷静蜜蜂采纳,获得30
2秒前
Tweedt发布了新的文献求助10
5秒前
麦子发布了新的文献求助10
5秒前
西柚完成签到 ,获得积分10
9秒前
11秒前
11秒前
麦子完成签到,获得积分10
13秒前
Lucas应助qqq采纳,获得10
13秒前
17秒前
冷静蜜蜂发布了新的文献求助30
18秒前
ha完成签到 ,获得积分10
18秒前
Hello应助尤瑟夫采纳,获得10
20秒前
20秒前
23秒前
23秒前
FFF发布了新的文献求助10
23秒前
英俊的小虾米完成签到,获得积分10
24秒前
贺可乐完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
马里奥完成签到,获得积分10
28秒前
贺可乐发布了新的文献求助10
28秒前
受伤幻桃完成签到 ,获得积分10
32秒前
LH完成签到,获得积分10
32秒前
紫哈登发布了新的文献求助200
38秒前
maox1aoxin应助zrt采纳,获得30
40秒前
40秒前
称心翠容完成签到,获得积分10
40秒前
阔达冰兰发布了新的文献求助10
44秒前
question500发布了新的文献求助20
45秒前
斯文败类应助jj采纳,获得10
47秒前
yrain发布了新的文献求助10
49秒前
enshuo完成签到,获得积分20
49秒前
情怀应助希特勒采纳,获得10
52秒前
lyylxcz发布了新的文献求助10
55秒前
56秒前
阔达冰兰完成签到,获得积分20
58秒前
58秒前
59秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Pressing the Fight: Print, Propaganda, and the Cold War 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2471144
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2137927
关于积分的说明 5447466
捐赠科研通 1861777
什么是DOI,文献DOI怎么找? 925939
版权声明 562740
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495278