ACS Energy Lett：氢键有机框架材料质子传输

纳米技术

2021-11-20

固态质子导电材料在多种电化学器件中扮演着非常重要的作用，比如在燃料电池中作为固体电解质。最近，氢键有机框架材料HOF（hydrogen-bonded organic framework）受到研究者的关注，其表现了非常好的稳定性和永久性的微孔结构。通过HOF骨架结构中的氢键网络，这种材料实现了作为优异的固态质子传输材料，导电性达到10^-1 S cm^-1。

有鉴于此，印度理工学院（IIT）（Indian Institute of Technology）Madhab C. Das等综述报道目前HOF材料作为质子传导材料的最新发展情况，而且对一些早期质子导电氢键有机材料体系的报道进行简单的介绍。对一些命名为其他质子导体材料进行介绍，包括超分子有机框架材料SOFs、多孔有机盐POSs、多孔分子晶体PMCs。

本文要点：

（1）

讨论了HOFs材料用于质子导体面临的优势、前景、面临的挑战等问题。通过总结和讨论，对HOF材料用于新型固态质子传输的发展情况进行总结，涵盖了简单的氢键传导材料和复杂的三维氢键网络材料。

（2）

HOF材料一般通过一种或者多种分子以分子间氢键相互作用结合形成，分子的丰富结构调控和变化能力、晶化程度为HOF材料提供了广泛的结构-功能改善空间。

作者对质子传导HOF材料的结构、导电性、活化能、稳定性、多孔性进行总结，比较了HOF与COF、MOF相比存在的优势和缺点，探讨了HOF材料的发展方向和发展趋势。

参考文献

Shyam Chand Pal, Debolina Mukherjee, Rupam Sahoo, Supriya Mondal, and Madhab C. Das*, Proton-Conducting Hydrogen-Bonded Organic Frameworks, ACS Energy Lett. 2021, 6, 4431–4453

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02045

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c02045