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基于多酸的酸碱加合物在介孔分子筛中自组装用于宽温域质子传导

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【作者】 孙秀威张姗党天一李卓鹿颖刘术侠

【机构】 教育部多酸科学重点实验室东北师范大学化学学院

【摘要】 多金属氧酸盐与有机磺酸类化合物都是设计质子导电材料的优异的候选者。在此,我们将氨基乙磺酸(NS)与Keggin型磷钨酸(HPW)在SBA15分子筛的直线型孔道中自组装成酸碱加合物,制备了新型高质子导电材料(nHPW-NS@SBA15,n表示HPW-NS的担载量),成功的实现了中低温宽温度范围(-40℃~85℃)的高质子传导。HPW-NS@SBA15中HPW-NS可以提供丰富的质子跳跃位点以及大量易于解离的质子,这为质子传导提供了基础的保证。此外,SBA15的直线型孔道将质子跳跃路径限制在最短的范围内,这有效的提高了质子的传输速率。更重要的是HPW(酸)与NS(碱)通过质子转移形成酸碱加合物,有效促进质子的传递,降低了材料对水的依赖性,为低温环境下的质子传导提供了可能。3HPW-NS@SBA15样品具有0.16 S cm-1(85℃,97%RH),6.8×10-5 S cm-1(-40℃)的出色质子导电能力。据我们所知,在已见报道的兼顾低温中温的宽温域质子导电材料中,3HPW-NS@SBA15处于领先水平,并且表现出良好的耐久性和稳定性,为质子导电材料的发展提供了更多的可能。

【关键词】 质子传导多金属氧酸盐分子筛
【基金】 国家自然科学基金(No.21872021,21671033,21371029,91622108,21231002)资助项目
  • 【会议录名称】 中国化学会第十届全国无机化学学术会议论文集(第一卷)
  • 【会议名称】中国化学会第十届全国无机化学学术会议
  • 【会议时间】2019-08-18
  • 【会议地点】中国山东济南
  • 【分类号】TB34
  • 【主办单位】中国化学会(Chinese Chemical Society)
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