Synthesis and Solid-State NMR Studies of Proton-Conducting Mesoporous Niobium Oxide Polymer Composites with Nafion-Like Thermal Durability
Synthesis and Solid-State NMR Studies of Proton-Conducting Mesoporous Niobium Oxide Polymer Composites with Nafion-Like Thermal Durability
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具有类 Nafion 热稳定性的质子传导介孔氧化铌聚合物复合材料的合成和固态核磁共振研究
DOI：
10.1002/cnma.201500077
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
3.8
通讯作者：
Turley J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Turley J
对孔内聚合有萘磺酸盐甲醛树脂的一系列介孔 Nb2O5 复合材料进行了质子电导率和热耐久性研究。聚合物的磺酸盐基团与氧化物介观结构壁的接近度是经过精心设计的，以确保对质子传导性至关重要的优异的耐脱水性。最初通过氮吸附、XRD、TGA 和 STEM 进行表征，随后在 20–150°C 温度范围内使用阻抗谱进行研究，确定了其质子传导性能。最有希望的样品在 80°C 时显示出 21.77 mS cm−1 的电导率，超过了我们实验室使用相同设置测量的 Nafion 117 的文献值 (8 mS cm−1)。随后的热耐久性测试表明，在整个研究期间（24 小时），该复合材料在 80°C 下仍保持优于 Nafion 117 的导电性。这些观察结果通过深入的固态核磁共振研究得到合理化。
Proton conductivity and thermal durability studies were performed on a series of mesoporous Nb2O5composites with naphthalene sulfonate formaldehyde resin polymerized within the pores. The proximity of the sulfonate groups of the polymer to the walls of the oxide mesostructure was deliberately tailored to ensure superior dehydration resistance crucial to proton conductivity. Initially characterized by nitrogen adsorption, XRD, TGA and STEM, subsequent study using impedance spectroscopy over a temperature range of 20–150 °C established their proton conductivity performance. The most promising sample displayed a conductivity of 21.77 mS cm−1at 80 °C surpassing the literature value for Nafion 117 (8 mS cm−1) as measured in our labs using the same setup. Subsequent thermal durability tests demonstrated that this composite maintains superior conductivity to Nafion 117 at 80 °C for the length of the study (24 h). These observations were rationalized by in depth solid‐state NMR studies.
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J. Turley;Frederik Romer;M. Trudeau;M. Dias;Mark E. Smith;J. Hanna;D. Antonelli
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