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基于偶氮(-N=N-)的COFs负载磷酸用作质子传导
发布时间:2020-09-03     作者:harry   分享到:

COFs在半导、感知器、气味放置和剥离 上蕴含着稳定的app市场前景,但其在质子传递膜上的app急待进的一步的摸索。近两年前,质子传递膜在生物质电板中蕴含着不能不被忽视的角色,通常用的质子传递膜为Nafion膜,而Nafion膜的生产成本较高,错误率低,故而获取新的重复使用素材刻不容缓。

MOFs也能用作质子减压反射膜,但其存有易蛋白质水解、热固定差、型成非均质膜困境等的基本要素而影响了它的APP。COFs易性能化,兼有很好的的稳固性和需加工性等特色,这使其在质子变换膜的应该用上兼有巨大的有潜力。

在本实验中中,诗人借助前三酰基间苯三酚(Tp)和4,4'-偶氮二苯胺(Azo)或4,4'-二氨基二苯丁二烯(Stb)两者之间的Schiff碱症状自动合成COFs(Tp-Azo和TP-Stb)。两个COF对开水、烧碱溶液性和典型的含碱材质兼具较高的保持稳定量分析,添加磷酸后,Tp-Azo在水(σ=9.9×10−4S cm−1)和无水情况下(σ=6.7×10−5 S cm−1)设一有更好的质子电荷转移能。该本文以“Phosphoric Acid Loaded Azo (-NN-)Based Covalent Organic Framework for Proton Conduction”为题说出在J. Am. Chem. Soc.上(2014,DOI:10.1021/ja502212v)。

 

图文制作寄语

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图一:(a)4 - [(E)-苯基-重氮基]苯胺磷酸二氢盐的多晶体空间结构(b)Tp-Azo和Tp-Stb的合成图片表示图。

 

将Tp(63 mg,0.3 mmol)与Azo(96 mg,0.45 mmol)或Stb(128 mg,0.45mmol)超声检查溶解完在二甲基乙酰胺(DMAc)和邻二氯苯(DCB)(V=1:1,共3mL)萃取剂中,如果路过多次冷冻冰箱晾干-抽真空环境-结冻两个部骤,其志于120℃下正空密封性恒温恒湿存放3天。那么,将个人所得的有机物过滤程序然后用二甲苯干洗,真空环境下150℃吹干12h既可以。


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图二:(a)Tp-Azo(蓝)和Tp-Stb(绿)相应模拟网堆叠格局的PXRD图谱,(b)FTIR光谱仪,(c)Tp-Azo(蓝)和Tp-Stb(绿)和Tp-Azo竞聚率(红)的13C谱。


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图三:(a)根据H3PO4浓度值的加剧,Tp-Azo竞聚率的紫外线-可見光谱分析的变迁,(b)H3PO4解决之后,Tp-Azo和Tp-Stb的 31P CP-NMR,(c)HCl办理(红)和热开水办理(黄色)过的Tp-Azo同时初始的Tp-Azo(蓝)的PXRD,(d)HCl治理 (红)和热水治理 (橘色)过的Tp-Azo相应原的Tp-Azo(蓝)的BET,(e)HCl解决(蓝)过的和最原始的Tp-Stb(绿)的PXRD,(f)HCl工作(蓝)过的和初始的Tp-Stb(绿)的BET

 

50 mg Tp-Azo和Tp-Stb分为在20 mL煮沸、酸(9 N HCl/1.5 M H3PO4)和碱(3-6 N NaOH)中浸水7天,泡发事后Tp-Azo和Tp-Stb展显出出优质的安全性和结晶体性,但Tp-Stb在磷酸工作后,其渗透系数率有一些·变低,这是是由于Tp-Azo中的偶氮基团便于质子化然后可能增强制衡铁离子如磷酸二氢钠或磷酸二氢盐,而Tp-Stb的凝结性还不如Tp-Azo,格局中的孔道不不光滑。

最后,H3PO4兼备较高的质子水的电导率(10−1 S cm−1),蒸发性低(>15 8°C),其质子知识率高的重要原因分析是组成中富含3种可电离的0-H键。为此小编将这一个产品概念应该用到COF中,转化成偶氮栽培基质子导电COFs。

 

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图四:(a)COFS中H3PO4添加的道理图,PA@Tp-Azo在(b)无水和(c)水状态下的质子水的电导率,(d)PA@Tp-Stb在含水分环境下的质子电阻率,(e)PA@Tp-Azo在水分含量标准下的Arrhenius申请这类卡种曲线提额。

 

TGA了解认为,TP-Azo的载酸量(5.4wt%)低于TP-Stb(2.8wt%),很快测试了Tp-Azo和Tp-Stb、PA@Tp-Azo和PA@Tp-Stb的质子电荷转移率,该判断用奈奎斯特下图的半圆来制定。测量結果证实Tp-Azo和Tp-Stb均无质子传导电流用处,这表明着COF骨架仅起了支持力功能。而PA@Tp-Azo和PA@Tp-Stb根据工作温度的添加,质子电荷转移率添加,并在332−~340k时符合更好 值。在无水标准下,测定方法了340 K下PA@TpAzo的质子纯水电导率为6.7×10−5 S cm−1,而PA@Tp-Azo在相对比较温湿度(RH)98%的前提下,在332K下屏幕上显示出9.9或10/4Scm的质子除极率不但,PA@Tp-Azo的产甲烷能为0.11eV,远小于Nafion和相比较的MOFs。

PA@Tp-Azo和PA@Tp-Stb体现 了的不同的质子肌肉收缩性犯罪行为的经济条件。在H3PO4电机负载时,TP-AZO表示出各个的色变迁(红颜色至棕色),而TP-STB近乎长期保持始终不变(浅灰色)。并且,从Uv-vis考试中发现NH或C=C仍恢复变了,但TP-Azo竞聚率从380nm红移至496nm。这阐述偶氮基和H3PO4区间内留存使质子出现异常的能够 影响,H3PO4是PA@Tp-Azo在潮湿的和无水的条件下质子传导电流率高的减少基本要素,而这个基本要素在PA@Tp-Stb中并不留存。


总结ppt

       这便是新闻报道的偶氮和烯烃官能化COF(Tp-Azo和Tp-Stb)用来质子肌肉收缩村料。而是Tp-Azo和Tp-Stb的质子减弱率能够被忽视不记,但其短路电流H3PO4后都呈现出了优秀的质子肌肉收缩率,通常是PA@TpAzo在含水分和无水状态都可以好的传输率,而PA@Tp-Stb就只有在含水分环境下的传输率最号,因偶氮基团在推动中质子传输的起了效用。