Silk nanofibril as nanobinder for preparing COF nanosheet-based proton exchange membrane

纳米片 材料科学 共价有机骨架 化学工程 共价键 质子 多孔性 电解质 质子交换膜燃料电池 纳米技术 氢键 电导率 聚合物 化学 分子 复合材料 电极 有机化学 物理化学 工程类 物理 量子力学 生物化学
作者
Ping Li,Ningxin Zhang,Xuan Li,Shaokun Tang
出处
期刊:Green Energy & Environment [KeAi]
卷期号:8 (3): 915-926 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.gee.2022.05.008
摘要

Two-dimensional covalent organic framework nanosheets (CONs) with ultrathin thickness and porous crystalline nature show substantial potential as novel membrane materials. However, bringing CONs materials into flexible membrane form is a monumental challenge due to the limitation of weak interactions among CONs. Herein, one-dimensional silk nanofibrils (SNFs) from silkworm cocoon are designed as the nanobinder to link sulfonated CON (SCON) into robust SCON-based membrane through vacuum-filtration method. Ultrathin and large lateral-sized SCONs are synthesized via bottom-up interface-confined synthesis approach. Benefiting from high length-diameter ratio of SNF and rich functional groups in both SNF and SCON, two-dimensional (2D) SCONs are effectively connected together by physical entanglement and strong H-bond interactions. The resultant SCON/SNF membrane displays dense structure, high mechanical integrity and good stability. Importantly, the rigid porous nanochannels of SCON, high-concentration –SO3H groups insides the pores and H-bonds at SCON–SNF interfaces impart SCON/SNF membrane high-rate proton transfer pathways. Consequently, a superior proton conductivity of 365 mS cm−1 is achieved at 80 °C and 100% RH by SCON/SNF membrane. This work offers a promising approach for connecting 2D CON materials into flexible membrane as high-performance solid electrolyte for hydrogen fuel cell and may be applied in membrane-related other fields.
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
刚刚
火鸡味锅巴完成签到 ,获得积分10
刚刚
iiing发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
wuyuhang完成签到,获得积分10
刚刚
456156完成签到,获得积分10
1秒前
chenhouhan发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
liz发布了新的文献求助10
1秒前
许多多完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
飞远完成签到 ,获得积分10
2秒前
luodaxia发布了新的文献求助10
3秒前
萧拾壹发布了新的文献求助10
3秒前
JamesPei应助心灵美乐瑶采纳,获得10
4秒前
小慧完成签到,获得积分10
4秒前
不麻怎么吃完成签到,获得积分10
4秒前
所所应助余杭村王小虎采纳,获得10
4秒前
无奈冥完成签到,获得积分10
5秒前
充电宝应助沉默的山河采纳,获得10
5秒前
5秒前
隐形曼青应助奈落采纳,获得10
6秒前
CipherSage应助Nobody采纳,获得10
6秒前
wm发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
111发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
wuy完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
闪闪凌文完成签到 ,获得积分10
9秒前
脑洞疼应助端庄天玉采纳,获得10
9秒前
Lucas应助chenhouhan采纳,获得10
10秒前
像只猫完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.1应助小超人采纳,获得10
10秒前
上好佳发布了新的文献求助10
11秒前
慕青应助完美的问旋采纳,获得10
11秒前
仇悦完成签到,获得积分10
11秒前
梦隐雾完成签到,获得积分10
11秒前
luodaxia完成签到,获得积分10
11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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 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 6499967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8295350
关于积分的说明 17702644
捐赠科研通 5596542
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2918192
邀请新用户注册赠送积分活动 1895260
关于科研通互助平台的介绍 1756131