开发高温条件下无水质子传导的新材料具有重要意义和挑战性。

近日，南开大学张振杰教授通过孔工程的方法创造了一系列高度结晶的共价有机框架（COFs）。

文章要点

1）研究人员同时设计了孔的几何形状（产生凹的十二边形纳米孔）和孔的表面（安装多个官能团，如-C=N-，-OH，-N=N-和-CF₃），以提高质子载体的利用效率和主客体相互作用，从而有利于增强无水质子传导。

2）当负载H₃PO₄时，在无水条件下，COFs可以实现2.33×10^-2 S cm^-1的质子传导率，是所有COF材料中的最高值。此外，这些材料表现出良好的稳定性，并在很宽的温度范围(80-160 ℃)内保持高质子传导率。

这一工作为设计用于无水质子传导的COFs开辟了一条新的途径，显示了作为高温质子交换膜的巨大潜力。

参考文献

Liqin Hao, et al, Pore Geometry and Surface Engineering of Covalent Organic Frameworks for Anhydrous Proton Conduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202217240

DOI: 10.1002/anie.202217240

https://doi.org/10.1002/anie.202217240