开发新材料制备高性能质子交换膜（PEM）用于燃料电池具有重要意义。近日，南开大学Zhenjie Zhang等创建了一种逐步合成策略，开发出了一系列高度结晶，多孔和稳定的新型共价有机框架（COFs）材料。作者将高密度的偶氮基团和酚羟基基团整合到COFs结构中，从而使偶氮基团成为质子受体和添加酸的负载位点，而酚羟基基团则充当促进质子传导的质子供体。合成的COFs在强酸或强碱（例如12 M NaOH或HCl）和沸水中显示出高亲水性和极好的稳定性。这些功能使得合成的COFs成为质子传导应用的理想平台。此外，在装载H₃PO₄后，该COFs（H₃PO₄@COFs）不仅实现了1.13×10^-1 S/cm的超高质子电导率，（是所有COFs材料中最高的），而且在较宽相对湿度（40-100％）和温度（20-80°C）范围还保持着高质子电导率。使用H₃PO₄@COFs作为固体电解质膜来制备膜电极组件用于质子交换，可实现的最大功率密度为81 mW/cm²和最大电流密度为456 mA/cm²，超过了以前报告的所有COFs材料。该工作不仅开发了制备具有多个键链接的COFs的方法，而且为质子传导和PEM燃料电池性能树立了新的COFs基准。

Yi Yang, Zhenjie Zhang*, et al. Accelerating Selective Semihydrogenation by Metal‐Organic Frameworks. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201913802

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913802