Simultaneously anchoring free carboxyl and sulfonate groups into a metal-organic framework for high proton conductivity

磺酸盐 质子 电导率 化学 金属有机骨架 星团(航天器) 金属 吸附 羧酸盐 结晶学 无机化学 物理化学 立体化学 有机化学 物理 量子力学 程序设计语言 计算机科学
作者
Rui-min Shi,Zhengqing Zhang,Fan Yang,Chongli Zhong
出处
期刊:Microporous and Mesoporous Materials [Elsevier]
卷期号:343: 112192-112192 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.micromeso.2022.112192
摘要

Although the acid groups are regarded as one of the best species for proton conduction, introducing them into MOFs to enhance the proton conductivity still faces challenges due to their high coordination ability. Herein, we develop a coordination strategy to simultaneously introduce the free carboxyl and sulfonate groups into MOF-808 pores by grafting the monosodium 2-Sulfoterephthalate (SBDC) which contains one sulfonate group and two carboxyl groups onto the metal nodes. DFT calculations reveal the carboxyl group on the ortho position of the sulfonate groups shows a stronger coordination ability and binds onto the Zr6 cluster of MOF-808 in priority, leading to one free carboxyl group and one sulfonate group being preserved and dangling in the pores. The resultant MOF-808-XSBDC (X is the molar ratio of SBDC to MOF-808) series materials with free acid groups show an enhanced water adsorption behavior, thus significantly improving the proton conductivity. Particularly, MOF-808-5SBDC exhibits an ultrahigh proton conductivity, up to 4.11 × 10−2 S cm−1 at 80 °C and 100% RH, not only over two orders of magnitude higher than MOF-808, but also reaching the highest proton conductivity benchmark (>10−2 S cm−1) of MOFs. This work offers an effective way to simultaneously introduce the carboxyl and sulfonate groups into MOFs, providing vast opportunities to construct various proton conducting MOFs with the much better proton conducting 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
阳光曼冬完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
号行天下完成签到,获得积分20
刚刚
芸芸发布了新的文献求助10
1秒前
小芙爱雪碧完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
ding应助buger采纳,获得10
1秒前
wzwz发布了新的文献求助10
3秒前
飞蝗的life完成签到,获得积分10
4秒前
碳酸氢钠发布了新的文献求助10
4秒前
Dear LAWRENCE发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
milan001发布了新的文献求助10
5秒前
杨振完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
小_n发布了新的文献求助10
6秒前
Orange应助uwe采纳,获得10
7秒前
zzz完成签到,获得积分10
7秒前
Suyi完成签到,获得积分10
8秒前
田様应助wzwz采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
啊哈完成签到,获得积分10
9秒前
DKN完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
10秒前
66m37发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
我是老大应助凡仔采纳,获得10
11秒前
一点完成签到,获得积分10
12秒前
buger完成签到,获得积分20
12秒前
RR发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
英姑应助排骨炖豆角采纳,获得10
13秒前
Jacinda完成签到 ,获得积分10
13秒前
俭朴的猫咪完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3143353
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2794636
关于积分的说明 7811842
捐赠科研通 2450801
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304061
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627178
版权声明 601386