Nanocellulose-Based Proton Exchange Membranes with Excellent Dimensional Stability, Superior Mechanical Properties, and High Proton Conductivity via Composite MOF@CNT

纳米纤维素 材料科学 复合数 质子 电导率 复合材料 化学工程 碳纳米管 质子交换膜燃料电池 纳米技术 纤维素 物理化学 化学 遗传学 物理 量子力学 工程类 生物
作者
Sufeng Zhang,Jingrui Li,Nan Li,Xin Lv,Xiaokai Jing,Qinglu Li,Ning Wei
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (10): 15555-15569 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsami.5c01422
摘要

Nanocellulose has shown significant potential in the field of proton exchange membranes (PEMs) because of its low cost, biodegradability, excellent thermal stability, and high designability. However, its development is limited by its low mechanical stability and low proton conductivity. In this study, cellulose nanofibers (CNFs) and cellulose nanocrystals (CNCs) were blended as a composite matrix (CNF/CNC), and a stable metal-organic framework (MOF) with the -SO3H (S-UIO-66) was prepared on the surface of carbon nanotubes (CNTs) via an in situ growth procedure. The S-UIO-66@CNT was subsequently introduced as a filler into the CNF/CNC dispersion, and PEMs were formed via filtration. The S-UIO-66@CNT itself exhibited a certain uniform dispersion due to the presence of -SO3H groups; the incorporation of CNFs/CNCs (CCs) further enhanced the stability of the S-UIO-66 dispersion, and more unobstructed proton conduction pathways were established in the membrane. As a consequence, the resulting PEM (CC/S-UIO-66@CNT-5) composite developed superior mechanical properties (93 MPa) and high proton conductivities (0.105 S/cm at 80 °C and 100% RH and 27 mS/cm at 80 °C and 33% RH). In addition, battery performance tests showed promising potential for its application in fuel cells.
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
1秒前
烟花应助jacky采纳,获得10
1秒前
深情安青应助科研山中山采纳,获得10
2秒前
酷酷灵松发布了新的文献求助30
2秒前
TP完成签到,获得积分10
2秒前
启震完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
HJY发布了新的文献求助10
4秒前
妮可发布了新的文献求助10
5秒前
aileen9190发布了新的文献求助10
5秒前
大气亦巧发布了新的文献求助10
6秒前
LUCKY完成签到,获得积分10
7秒前
zsy2333完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
JPH1990发布了新的文献求助50
9秒前
9秒前
极速发布了新的文献求助10
9秒前
zsy2333发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
adverse发布了新的文献求助20
13秒前
酷波er应助文艺的含海采纳,获得10
14秒前
14秒前
燮珩儿发布了新的文献求助10
14秒前
宣智完成签到,获得积分20
15秒前
111发布了新的文献求助10
15秒前
19秒前
萱瑄爸爸完成签到,获得积分10
19秒前
kangshuai发布了新的文献求助50
19秒前
21秒前
22秒前
liuliu发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
灰色的乌完成签到,获得积分10
24秒前
无极微光应助JamesTYD采纳,获得20
25秒前
S1mple发布了新的文献求助10
26秒前
研友_VZG7GZ应助静默采纳,获得10
27秒前
28秒前
lxl发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
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
Lewis’s Child and Adolescent Psychiatry: A Comprehensive Textbook Sixth Edition 2000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Austrian Economics: An Introduction 400
中国公共管理案例库案例《一梯之遥的高度》 400
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 6226834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8051762
关于积分的说明 16789467
捐赠科研通 5310197
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2828655
邀请新用户注册赠送积分活动 1806315
关于科研通互助平台的介绍 1665190