长春光机所李斌研究员、马和平助理研究员及东北师范大学朱广山教授使用具有红光发射的带有正电荷的溴化乙锭有机单体,制备出阳离子骨架二维有机多孔发光晶体材料。这是国际上首次报道的带电荷的有机二维多孔晶体材料,李阳光教授、臧宏瑛教授将多酸引入到该框架体系实现其在有机固体电解质、质子交换膜和燃料电池等领域中将具有潜在的应用前景。
该材料具有纳米孔结构,而且其孔道的大小可以通过骨架中的平衡阴离子来调节。通过将keggin型杂多酸磷钨酸掺杂到骨架中,利用磷钨酸表面丰富的氧位点,材料能保存大量的水形成氢键网络,质子可以通过氢键网络高速迁移,由此显著地提升了材料对质子的传导率。掺杂多酸后材料对质子的传导率提高了三个数量级。而且材料的纳米孔结构及其表面不均匀的电场分布对质子和电子具有局部的限域作用。通过调节孔道内的氢键网络,可以改变材料对质子的传导率。
Cationic Covalent Organic Frameworks: A Simple Platform of Anionic Exchange for Porosity Tuning and Proton Conduction
J. Am. Chem. Soc., 2016, 138 (18), 5897–5903, DOI: 10.1021/jacs.5b13490
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