Accelerating Anhydrous Proton Transport in Covalent Organic Frameworks: Pore Chemistry and its Impacts

质子 无水的 动态共价化学 化学 共价键 无机化学 分子 有机化学 超分子化学 物理 核物理学
作者
Shanshan Tao,Donglin Jiang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (33): e202408296-e202408296 被引量:25
标识
DOI:10.1002/anie.202408296
摘要

Proton conduction is important in both fundamental research and technological development. Here we report designed synthesis of crystalline porous covalent organic frameworks as a new platform for high-rate anhydrous proton conduction. By developing nanochannels with different topologies as proton pathways and loading neat phosphoric acid to construct robust proton carrier networks in the pores, we found that pore topology is crucial for proton conduction. Its effect on increasing proton conductivity is in an exponential mode other than linear fashion, endowing the materials with exceptional proton conductivities exceeding 10-2 S cm-1 over a broad range of temperature and a low activation energy barrier down to 0.24 eV. Remarkably, the pore size controls conduction mechanism, where mesopores promote proton conduction via a fast-hopping mechanism, while micropores follow a sluggish vehicle process. Notably, decreasing phosphoric acid loading content drastically reduces proton conductivity and greatly increases activation energy barrier, emphasizing the pivotal role of well-developed proton carrier network in proton transport. These findings and insights unveil a new general and transformative guidance for designing porous framework materials and systems for high-rate ion conduction, energy storage, and energy conversion.
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
ding应助zd采纳,获得10
刚刚
小小鱼完成签到 ,获得积分10
1秒前
shi0331完成签到,获得积分10
1秒前
完美迎松发布了新的文献求助10
2秒前
成就的冬卉完成签到,获得积分10
2秒前
刘汉淼完成签到,获得积分0
2秒前
酷波er应助ilugbh采纳,获得10
3秒前
Jasmine完成签到,获得积分10
5秒前
研友_ZGRvon发布了新的文献求助10
5秒前
vgqp完成签到,获得积分10
7秒前
林兰特完成签到,获得积分10
8秒前
shang完成签到 ,获得积分10
9秒前
子彧完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
酷波er应助Jasmine采纳,获得10
9秒前
踏雾完成签到 ,获得积分10
10秒前
df完成签到,获得积分10
10秒前
茶颜发布了新的文献求助10
11秒前
ysx完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
思源应助zky采纳,获得10
13秒前
科研通AI6.2应助蓝天采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
乐乐应助勤劳的小蜜疯采纳,获得30
15秒前
乐乐应助南芥采纳,获得10
16秒前
ding完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI6.2应助mooser采纳,获得10
17秒前
17秒前
研友_ZGRvon完成签到,获得积分0
17秒前
18秒前
incloud完成签到,获得积分20
18秒前
18秒前
科目三应助程远锋采纳,获得10
19秒前
应应发布了新的文献求助10
19秒前
英姑应助joleisalau采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
A Step-by-Step Guide to Qualitative Data Coding 2nd Edition 400
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
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 6701555
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8443258
关于积分的说明 18036152
捐赠科研通 5937483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2989141
邀请新用户注册赠送积分活动 1965023
关于科研通互助平台的介绍 1908708