删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

一种沿骨架进行质子传导的二维共价有机框架的合成

本站小编 Free考研考试/2022-02-14

摘要/Abstract



氮杂环化合物咪唑、三氮唑等常被负载在多孔材料中应用于质子传导.受此启发,利用结构中含有三氮唑的2H,2'H-3,3'-双-1,2,4-三唑-5,5'-二胺(BTDA)作为建构单元,与2,4,6-三甲酰基间苯三酚(TFP)发生希夫碱缩合反应合成一种新型二维共价有机框架(TFP-BTDA-COF).通过理论模拟、粉末X射线衍射(PXRD)、氮气吸附-解吸表征和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等证实了其结构.由于2D-COF的π-π堆积作用,BTDA连接单元中三氮唑上的N-H键在COF各层上周期性间隔排列形成有序阵列,在一定湿度条件下,借助水分子的中继作用,质子可以沿该阵列在一维孔道内传递,使得该COF具备通过骨架进行质子传导的能力.采用交流阻抗法对其质子传导能力进行测试,测试结果表明:随环境湿度增大,材料的质子传导能力逐渐增强,在98%相对湿度下达到最大值1.4×10-3 S·cm-1.
关键词: 共价有机框架, 质子传导, 晶体结构, 交流阻抗
Nitrogen heterocyclic compound like imidazole and triazole are often loaded in porous material for proton conduction. Inspired by this, we employ 5,5'-diamino-3,3'-bis(1H-1,2,4-triazole) (BTDA) containing triazole fragments in the structure as the construction unit to react with 2,4,6-triformylphloroglucinol (TFP) through Schiff-base condensation reaction to synthesize a novel two-dimensional covalent organic framework named TFP-BTDA-COF. The theoretical results were simulated using the Accelrys Material Studios 7.0 software package and compared with the powder X-ray diffraction (PXRD) test data to confirm the crystal structure of TFP-BTDA-COF. The porosity and pore structure of TFP-BTDA-COF were characterized by N2 adsorption-desorption at 77 K. The condensation reaction was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Due to the π-π accumulation of the 2D-COF, the N-H bond of the triazole in BTDA connecting unit is periodically and regularly arranged on each layer of the COF to form an ordered array. Under certain humidity conditions, the protons can be transmitted along the array in the one-dimensional pore channel by the intermediary of water molecules. Therefore, the TFP-BTDA-COF has the ability to conduct proton through the skeleton. The proton conductivity of TFP-BTDA-COF is tested by the AC impedance method. The results show that the proton conductivity of the material is gradually enhanced with the increase of the ambient humidity, and the maximum value is 1.4×10-3 S·cm-1 at 98% relative humidity. The PXRD of TFP-BTDA-COF in boiling water for 2 h and after 12 h AC impedance test were compared with the original experimental value to evaluate its tolerance under the working conditions of the proton membrane fuel cell. The PXRD diffraction peak intensity did not change obviously compared with that of the original experimental value. The thermogravimetric analysis results show that the thermal stability of TFP-BTDA-COF can reach high to 400℃. The above evidence proves that it has the potential to be used in proton membrane fuel cells.
Key words: covalent organic framework, proton conduction, crystal structure, AC impedance


PDF全文下载地址:

点我下载PDF
相关话题/结构 交流 材料 环境 测试

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 快速合成Bi@ZIF-8复合纳米材料用于近红外二区光热治疗以及可控药物释放
    摘要/Abstract随着纳米技术的发展及其向医学领域的渗透,纳米技术为肿瘤的治疗开辟了新的途径,构建有效的纳米载体体系对于肿瘤的治疗具有十分重要的意义.本工作报道了一种铋纳米粒子嵌入ZIF-8的纳米材料Bi@ZIF-8@TPZ(BZT),联合近红外二区(NIR-II)的光热治疗与化疗,达到了良好的 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • DNA-二维纳米片层材料传感平台的构建及其应用
    摘要/AbstractDNA-二维纳米片层材料传感平台结合DNA分子特异性识别能力与二维纳米片层材料优越的物理、化学特性,已成为化学/生物传感器领域重要的研究方向之一.鉴于二维纳米片层材料领域的快速发展,首先介绍了DNA-二维纳米片层材料传感平台的构筑机理,随后重点综述了该传感平台在化学、生物目标物 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 富锂锰基正极材料的表面改性研究进展
    摘要/Abstract随着电动汽车和储能电站等电力设备的快速发展,对高能量密度的锂离子电池的需求日益增加.高比容量(>250mAh·g-1)的富锂锰基正极材料,有望成为锂离子电池实现高比能量(>350Wh·kg-1)的关键正极材料.富锂锰基正极材料的Li2MnO3相和晶格氧参与电化学反应使其拥有了高 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 功能化金属-有机框架材料在肿瘤治疗中的研究进展
    摘要/Abstract恶性肿瘤由于其易转移、复发等特点,已经严重危害到人类的生命健康.近年来,研究人员设计了大量纳米药物载体,将抗肿瘤药物安全有效地运载到肿瘤,有效地提高了药效并降低了毒副作用.金属有机框架材料(metal-organicframeworks,MOFs)是一类有序、多孔的晶态材料,具 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 二苯丙氨酸短肽手性结构的可控组装
    摘要/Abstract以阳离子二苯丙氨酸(Cationicdipeptide,CDP)为组装基元,通过控制熟化时间,在乙醇溶液中分别获得了平滑的纳米纤维和螺旋纤维结构.通过红外光谱和圆二色光谱系统研究了CDP在乙醇溶液中的组装体随时间的变化.研究发现,CDP在乙醇中可以组装成纳米纤维的结构.随着在乙 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 金属有机骨架材料ZIF-8富集黄芩中黄芩苷的新方法
    摘要/Abstract本工作旨在探索MOFs材料高效富集黄芩中黄芩苷的新方法,拓展MOFs在吸附领域的用途.溶剂热法合成了沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8),并进行了结构表征,以确保其准确合成.研究了ZIF-8对黄芩苷的吸附规律和作用机理:ZIF-8对黄芩苷的吸附符合准二级动力学方程,平衡吸附数据符合 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • g-C3N4/Ag纳米复合材料表面增强拉曼基底对婴幼儿糖果中的罗丹明B的痕量检测
    摘要/Abstract近年来,由婴幼儿食品中存在非法添加剂所引起的食品安全问题已经受到了广泛的关注.表面增强拉曼散射(SERS)技术可以对食品中被禁止添加的常用染料分子罗丹明B(RhB)进行快速无损超灵敏的检测.通过在类石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片上组装Ag纳米粒子的方式构筑了g-C3N4/A ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • D-π-A-π-D型非掺杂小分子空穴传输材料的合成及其在反向钙钛矿太阳能电池中的应用
    摘要/Abstract设计合成了三种以(甲氧基)三苯胺为给体(Donor,D),苯环为共轭桥,羰基(或双氰基乙烯基)为受体(Acceptor,A)的D--A--D型有机小分子空穴传输材料1-T、1-OT和1-OTCN.对三个化合物的热稳定性、光物理以及电化学性质进行表征,并将 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 硬碳材料电极首周嵌钠过程的电化学阻抗谱研究
    摘要/Abstract运用电化学阻抗谱(EIS)研究了硬碳材料电极嵌钠的过程,发现EIS谱由两个半圆和一条斜线组成,两个半圆可归因于接触阻抗和钠离子通过固体电解质界面膜(SEI膜)扩散的过程和电荷传递的过程,斜线域则反映了钠离子在硬碳材料颗粒内部的固态扩散相关的斜线.通过选取适当的等效电路,对实验结 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 具有分级纳米结构的In2S3/CdIn2S4在可见光下催化苯甲胺的氧化偶联反应
    摘要/Abstract采用以太阳光为能源、半导体材料为催化剂的催化体系将胺类化合物转化为相应的亚胺类化合物的方法是一种理想的有机合成手段.为了探索这类反应更温和的反应条件及更清晰的反应机理,本工作以NH2-MIL-68(In)和硫脲为前驱体制备了In2S3分级纳米管,并进一步采用热离子交换的方法制备 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14