具有离子导电性质的多功能化半孔膜的分子优化
George L Athens1, Donghun Kim, Jan D Epping
1Department of Chemical Engineering, University of California, Santa Barbara, California 93106, United States.
Journal of the American Chemical Society
|September 20, 2011
概括
这项研究开发了新的半孔片,具有定制的表面功能,用于增强质子导电. 这些先进材料具有高导电性,对于下一代能源应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 控制组成和结构异质性是优化介质材料中离子导电的关键.
- 半孔膜的顺序功能化存在由于处理条件不兼容的挑战.
研究的目的:
- 开发一种用于对多功能的中孔膜进行序列处理的方法.
- 为了将分子,大尺度和宏观的特性与离子导电相关联.
- 为了优化合成和功能化处理以获得最大的质子导电性.
主要方法:
- 制备立方半孔二氧化薄膜.
- 在酸性,性和非水性条件下连续地表功能化.
- 使用NMR光谱,SAXS,TEM,元素分析,吸附和离子导电性测量的表征.
主要成果:
- 稳定的中孔膜与水友的酸和 perfluorosulfonic-酸表面组已经成功合成.
- 高质子导电率 (大约. 在高温下 (120°C) 实现了9 × 10 (-2) S/cm) 的高温.
- 核磁共振光谱检测显示,在介质孔通道内,表面物种有明显的吸附和接种点.
结论:
- 不兼容的步骤的顺序处理使得构成和结构异质的半孔材料的创建成为可能.
- 优化的功能化和合成处理对于最大限度地提高这些先进材料中的质子导电性至关重要.
- 开发的薄膜显示了需要高效的质子传输的应用的巨大潜力.
