A superprotonic membrane derived from proton-conducting metal-organic frameworks and cellulose nanocrystals

材料科学 复合数 化学工程 金属有机骨架 电导率 傅里叶变换红外光谱 质子 纳米晶 细菌纤维素 复合材料 纤维素 纳米技术 化学 有机化学 物理化学 吸附 工程类 物理 量子力学 生物化学
作者
Shuo Lin,Stephanie A. Kedzior,Jinfeng Zhang,Yu Meng,Vinay Saini,Racheal P. S. Huynh,George K. H. Shimizu,Milana Trifkovic
出处
期刊:Chem [Elsevier BV]
卷期号:9 (9): 2547-2560 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.chempr.2023.05.002
摘要

Summary

Metal-organic frameworks (MOFs) have emerged as proton conductors. However, their applications have been limited by their inability to form a self-standing membrane and their significant performance loss when incorporated into composite membranes. Herein, we report a simple strategy for fabricating a structurally and chemically stable proton-conducting MOF/cellulose nanocrystal (PCMOF/CNC) membrane. This PCMOF/CNC composite membrane has an extremely high MOF loading (89%) and low CNC content. With water-stable PCMOF10, this loading enables the retention of MOF properties, and the composite exhibits a proton conductivity of 1.44 × 10−2 S cm−1 at 85°C and 95% relative humidity. The derived composite maintains its free-standing form, superprotonic conductivity during month-long heating/cooling cycles (indicating high mechanical strength), and excellent thermal and water resistance. We attribute the unprecedented proton conductivity and mechanical integrity of the membrane to the abundant hydrogen bonds between PCMOF10 and CNCs, confirmed through Fourier transform infrared spectroscopy and theoretical computations.
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
耳朵追追完成签到,获得积分10
1秒前
韦昌格发布了新的文献求助10
1秒前
贾不努力发布了新的文献求助10
2秒前
笋笋完成签到,获得积分10
2秒前
脑洞疼应助sunflower采纳,获得10
2秒前
2秒前
夏日的羊屁屁完成签到,获得积分10
3秒前
飞机炸弹发布了新的文献求助10
3秒前
帅哥吴克完成签到,获得积分10
3秒前
汉堡包应助111采纳,获得10
4秒前
Youzi完成签到,获得积分10
4秒前
XXXX发布了新的文献求助10
4秒前
yfn完成签到,获得积分10
5秒前
1254完成签到 ,获得积分10
5秒前
CodeCraft应助fzzf采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
明亮白枫发布了新的文献求助10
6秒前
共享精神应助Niko采纳,获得10
6秒前
7秒前
8秒前
zxy发布了新的文献求助10
8秒前
舒适小笼包完成签到,获得积分10
8秒前
不霉发布了新的文献求助10
8秒前
喜羊羊发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
所所应助lulu采纳,获得10
9秒前
gky驳回了Orange应助
10秒前
10秒前
10秒前
机智发卡发布了新的文献求助10
10秒前
飞机炸弹完成签到,获得积分10
11秒前
刘晓楠发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
共享精神应助AlexanderChen采纳,获得10
11秒前
裴彤完成签到,获得积分10
11秒前
小水滴完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
高晨阳完成签到,获得积分10
13秒前
13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
Cronologia da história de Macau 1600
Continuing Syntax 1000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Work • Third edition • 2025 800
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Pharma R&D Annual Review 2026 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 6214463
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8039953
关于积分的说明 16755030
捐赠科研通 5302723
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2825123
邀请新用户注册赠送积分活动 1803533
关于科研通互助平台的介绍 1663987