【48812】【科技自立自强】西安交大科研人员在合满足氟共价三嗪结构的组成及其质子传导功能研讨方面获得新进展

  高温质子传导资料关于氢能的使用具有极端重大意义。共价三嗪结构（CTFs）具有高的化学稳定性以及很多的碱性吡啶氮，有利于负载并活化质子载体（H），已被证明是一类杰出的质子传导资料，但需求更丰厚的位点逐渐加强资料与质子载体的相互效果，然后进步质子传导功能。氟原子作为氢键受体，能够与磷酸构成氢键，然后进一步提高质子传导率。全氟化CTFs (CTF-TF)具有最大数量的磷酸效果位点。现在，氟化CTFs已经在CO为催化剂的高温离子热条件会使C-F开裂，资料的含氟量较低；在温文条件下完成高含氟量、高比表面积的全氟化CTFs仍然是一个巨大的应战。

  西安交通大学化工学院金尚彬教授团队针对全氟化CTFs组成的难点，开发了一种以碘化铵为氮源，醛基环三聚制备CTFs的新办法，该办法具有十分杰出的普适性，在温文条件下成功组成了CTF-TF，其含氟量高达30.2wt%。负载磷酸后，CTF-1在150℃时的质子传导功能为8.34 × 10–2S cm-1;在相同条件下，CTF-TF的质子传导功能可达1.82 × 10–1S cm-1，超越现在大部分COFs质子传导功能。

  图1（a）该反响组成三嗪环或许的机理示意图；（b）不同结构CTFs的组成

  作者经过试验和理论核算进一步证明了CTFs与H3PO4的结合方法，依据效果得出CTF-TF中含有很多的F位点能加强资料与磷酸的相互效果，并作为氢键受体参加质子传输网络的构建，因此CTF-TF具有优异才能的质子传导功能。该作业有望为高功能的燃料电池供给新式的高温质子交流膜资料。

  该效果以《低温组成具有高质子传导功能全氟化共价三嗪结构》（A highly proton conductive perfluorinated covalent triazine framework via low-temperature synthesis）为题宣布在尖端期刊《天然通讯》（Nature Communications，影响因子：16.6），西安交通大学化学工程与技术学院为本文的仅有通讯单位，西安交通大学博士生关立江为榜首作者，西安交通大学化学工程与技术学院金尚彬教授为通讯作者。该论文得到了国家天然科学基金、西安交通大学“青年优秀人才支撑方案”等项目的全力支撑。一起感谢西安交通大学大型仪器设备同享试验中心在剖析测验方面的支撑。