我院在帶電荷有機(jī)二維多孔晶體材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
長(zhǎng)春光機(jī)所李斌研究員、馬和平助理研究員及東北師范大學(xué)朱廣山教授使用具有紅光發(fā)射的帶有正電荷的溴化乙錠有機(jī)單體，制備出陽(yáng)離子骨架二維有機(jī)多孔發(fā)光晶體材料。這是國(guó)際上首次報(bào)道的帶電荷的有機(jī)二維多孔晶體材料，李陽(yáng)光教授、臧宏瑛教授將多酸引入到該框架體系實(shí)現(xiàn)其在有機(jī)固體電解質(zhì)、質(zhì)子交換膜和燃料電池等領(lǐng)域中將具有潛在的應(yīng)用前景。
該材料具有納米孔結(jié)構(gòu)，而且其孔道的大小可以通過(guò)骨架中的平衡陰離子來(lái)調(diào)節(jié)。通過(guò)將keggin型雜多酸磷鎢酸摻雜到骨架中，利用磷鎢酸表面豐富的氧位點(diǎn)，材料能保存大量的水形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)，質(zhì)子可以通過(guò)氫鍵網(wǎng)絡(luò)高速遷移，由此顯著地提升了材料對(duì)質(zhì)子的傳導(dǎo)率。摻雜多酸后材料對(duì)質(zhì)子的傳導(dǎo)率提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)。而且材料的納米孔結(jié)構(gòu)及其表面不均勻的電場(chǎng)分布對(duì)質(zhì)子和電子具有局部的限域作用。通過(guò)調(diào)節(jié)孔道內(nèi)的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，可以改變材料對(duì)質(zhì)子的傳導(dǎo)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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