四川
第一作者：Kong Yan、Lyu Bohui
通讯作者：吴洪教授、姜忠义教授
通讯单位：天津大学
DOI: 10.1021/jacs.3c07958
研究背景
近年来，阴离子交换膜（AEM）由于在燃料电池、电解槽、电池和CO2分离器等基本环境中更优的反应动力学，在能源领域引起了广泛关注。电化学应用非常需要具有高阴离子电导率的AEM，其中增加离子交换容量是增强阴离子电导率的直接方法，但面临大尺寸下稳定性的挑战。基于此，天津大学姜忠义教授等人通过引入不同柔性季铵（QA）基团侧链的方法来束缚阳离子基团，以优化它们在COF通道中的排列，从而减轻静电排斥和空间位阻，导致层的紧密堆积，进而获得了高尺寸稳定性的AEM，并实现了有史以来最高的氢氧根离子电导率。
COF-SQA、COF-SDQA和COF-DQA的合成和结构示意图
文章要点
1、设计并制备了三种具有可调季铵基团密度的COF 膜，研究了基团密度对阴离子传导的影响，并阐明了离子基团浓度和侧链迁移率共同决定离子传输行为的机制。
2、所制备的最佳COF-xQA膜表现出良好的抗溶胀行为（面积溶胀率<15%），且在80 °C和100%RH下实现了有史以来最高的氢氧根离子电导率（329.4 mS·cm-1）。
图文展示
图1. COF-xQA膜的制备与结构表征
图2. COF-xQA 膜的堆叠结构分析及N2/H2O吸附曲线
图3. COF-xQA 膜的性能
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