Boosting Proton Conductivity in Highly Robust 3D Inorganic Cationic Extended Frameworks through Ion Exchange with Dihydrogen Phosphate Anions

阳离子聚合 电导率 化学 离子交换 质子 电解质 离子 磷酸盐 水解 无机化学 化学工程 物理化学 有机化学 物理 工程类 量子力学 电极
作者
Chengliang Xiao,Yaxing Wang,Quanqi Chen,Xuemiao Yin,Jie Shu,Daopeng Sheng,Zhifang Chai,Thomas E. Albrecht‐Schmitt,Shuao Wang
出处
期刊:Chemistry: A European Journal [Wiley]
卷期号:21 (49): 17591-17595 被引量:19
标识
DOI:10.1002/chem.201503733
摘要

Abstract The limited long‐term hydrolytic stability of rapidly emerging 3D‐extended framework materials (MOFs, COFs, MOPs, etc.) is still one of major barriers for their practical applications as new solid‐state electrolytes in fuel cells. To obtain hydrolytically stable materials, two H 2 PO 4 − ‐exchanged 3D inorganic cationic extended frameworks (CEFs) were successfully prepared by a facile anion‐exchange method. Both anion‐exchanged CEFs (YbO(OH)P and NDTBP) show significantly enhanced proton conductivity when compared with the original materials (YbO(OH)Cl and NDTB) with an increase of up to four orders‐of‐magnitude, reaching 2.36×10 −3 and 1.96×10 −2 S cm −1 at 98 % RH and 85 °C for YbO(OH)P and NDTBP, respectively. These values are comparable to the most efficient proton‐conducting MOFs. In addition, these two anion‐exchanged materials are stable in boiling water, which originates from the strong electrostatic interaction between the H 2 PO 4 − anion and the cationic host framework, showing a clear advance over all the acid‐impregnated materials (H 2 SO 4 @MIL‐101, H 3 PO 4 @MIL‐101, and H 3 PO 4 @Tp‐Azo) as practical solid‐state fuel‐cell electrolytes. This work offers a new general and efficient approach to functionalize 3D‐extended frameworks through an anion‐exchange process and achieves water‐stability with ultra‐high proton conductivity above 10 −2 S cm −1 .
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
明时完成签到,获得积分10
1秒前
杨瑞东完成签到 ,获得积分10
4秒前
yyyy完成签到,获得积分10
12秒前
缥缈的平卉完成签到 ,获得积分10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
24秒前
李爱国应助大橙子采纳,获得10
25秒前
magictoo发布了新的文献求助30
31秒前
33秒前
yang完成签到,获得积分10
33秒前
Minicoper发布了新的文献求助10
34秒前
快乐丸子完成签到,获得积分10
35秒前
简单而复杂完成签到,获得积分10
35秒前
大橙子发布了新的文献求助10
39秒前
张牧之完成签到 ,获得积分10
41秒前
冷冷暴力完成签到,获得积分10
43秒前
YYY完成签到,获得积分10
43秒前
43秒前
gujian完成签到 ,获得积分10
46秒前
帅气的秘密完成签到 ,获得积分10
47秒前
自然函发布了新的文献求助10
51秒前
冰冰双双完成签到,获得积分10
51秒前
开心夏旋完成签到 ,获得积分0
53秒前
我要读博士完成签到 ,获得积分10
56秒前
活泼的大船完成签到,获得积分10
56秒前
AFF完成签到,获得积分10
57秒前
58秒前
无私小小完成签到,获得积分10
59秒前
随心所欲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
润润轩轩完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CodeCraft应助大橙子采纳,获得10
1分钟前
ZR完成签到,获得积分10
1分钟前
magictoo完成签到,获得积分10
1分钟前
陈昊发布了新的文献求助10
1分钟前
zhangliangfu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
金石为开完成签到,获得积分10
1分钟前
王QQ完成签到 ,获得积分10
1分钟前
唐唐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
最棒哒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鸣鸣完成签到,获得积分10
1分钟前
123321完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575831
关于积分的说明 11373827
捐赠科研通 3305610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022