已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Unraveling the Rapid Proton Transport Mechanism of Covalent Organic Frameworks

共价键 共价有机骨架 质子 电导率 堆积 氢键 分子动力学 分子 化学 吸附 纳米技术 从头算 质子输运 材料科学 计算化学 化学物理 物理化学 有机化学 物理 生物化学 量子力学
作者
Ao Yu,Wei Liu,Wenjie Xi,Mingying Mu,Le Shi
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (4): 1880-1890 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.3c02421
摘要

The inherent porosity of covalent organic frameworks (COFs) establishes 1D conduits capable of facilitating swift proton transport while effectively impeding the passage of other species. This characteristic positions them as a promising avenue for engineering advanced proton exchange membranes in the future. However, the precise manner in which the structural attributes of the COF materials facilitate the proton transportation process remains enigmatic. This study delves into the intricacies of the proton transport mechanism within COFs, using the β-ketoenamine-based COFs TpPa and TpPa-SO3H as exemplars. By employing ab initio molecular dynamics and reactive force field molecular dynamics simulations, we elucidate the process. Our findings unveil that confined within the pore channels, protons showcase remarkable conductivity, primarily due to the establishment of a hydrogen bond network involving adsorbed water molecules and the COF surface structure. This interaction leads to conductivity levels as impressive as 10–1 S/cm. Various factors, including humidity levels, functional group decoration, and stacking arrangements, exert varying degrees of influence on the proton conduction process. Moreover, at the interface between the COF and water, the presence of sulfonic acid functional groups significantly reduces the free energy barrier for proton ingress into the pore channels, thereby contributing to the heightened proton conductivity observed in experimental settings. These unveiled transport mechanisms and influencing factors hold promise for guiding the selection and design of proton exchange membranes with exceptional performance.
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
1秒前
Kang发布了新的文献求助10
4秒前
ch发布了新的文献求助10
5秒前
66发完成签到,获得积分10
6秒前
熊i发布了新的文献求助30
7秒前
悲凉的惜蕊完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助熊i采纳,获得10
12秒前
8R60d8应助Kang采纳,获得10
18秒前
爱吃黄豆完成签到,获得积分10
19秒前
绾妤完成签到 ,获得积分10
22秒前
迷路的台灯完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
田一完成签到 ,获得积分10
29秒前
爱吃黄豆发布了新的文献求助10
31秒前
长风完成签到,获得积分10
35秒前
香芋给ydbyy的求助进行了留言
36秒前
39秒前
祖国大西北完成签到,获得积分20
39秒前
虞头星星完成签到 ,获得积分10
42秒前
46秒前
wang5945完成签到 ,获得积分10
47秒前
ANEWKID发布了新的文献求助10
47秒前
50秒前
50秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得30
53秒前
53秒前
02发布了新的文献求助10
54秒前
54秒前
乐观的蜗牛完成签到 ,获得积分10
55秒前
小叮当发布了新的文献求助10
55秒前
57秒前
酷波er应助朴素海亦采纳,获得30
58秒前
万安安发布了新的文献求助10
59秒前
59秒前
猜不猜不完成签到 ,获得积分10
59秒前
洁净方盒发布了新的文献求助10
1分钟前
酷酷问夏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
元小夏完成签到,获得积分10
1分钟前
小叮当完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
All the Birds of the World 2000
Soviet Aid to the Third World: The Facts and Figures 500
IZELTABART TAPATANSINE 500
GNSS Applications in Earth and Space Observations 300
Armour of the english knight 1400-1450 300
Handbook of Laboratory Animal Science 300
Not Equal : Towards an International Law of Finance 260
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3716445
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3262970
关于积分的说明 9927578
捐赠科研通 2976990
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1632562
邀请新用户注册赠送积分活动 774568
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 745052