晶态开放骨架磷酸盐的离子热合成及质子传导性能研究

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中文摘要
晶态质子传导材料具有明确的化学组成、规则的骨架结构和宽的工作温度范围,在绿色能源领域受到了广泛关注。目前关于晶态质子传导材料的研究大多集中在金属有机框架材料领域,但这些材料的水热稳定性通常比较差,限制了它们今后作为固态电解质材料的应用。本项目拟探索合成具有高水热稳定性及高质子电导率的新型开放骨架磷酸盐晶态材料。通过设计合成多功能离子液体,实现开放骨架磷酸盐材料的离子热合成。根据硬软酸碱理论,选用具有较高价态的金属离子(如Al3+, Fe3+, V4+, Zr4+等)为骨架节点,从而提高材料的水热稳定性。考察不同的有机结构导向剂对材料骨架结构和质子传导性能的影响。总结材料的化学组成、晶体结构和质子传导性能间的关系。该项目通过合成化学、材料化学、结构化学等相关学科领域的交叉,为新型无机晶态质子传导材料的研究提供一种新思路。
英文摘要
Crystalline proton-conducting materials have received extensive attention in the field of green energy because they have clear chemical compositions, regular framework structures, and a wide performance temperature range. Most on-goning researches in this field are mainly focused on metal-organic frameworks. However, the application of these materials as solid state electrolytes is challenging because most of them are unstable under hydrothermal conditions. This proposal will explore new crystalline open-framework metal phosphates with high hydrothermal stability and proton-conducting performance. Different multifunctional ionic liquids will be designed and synthesized, and then open-framework metal phosphates will be prepared under ionothermal conditions. To improve the hydrothermal stability of these crystalline materials, those high-valance metal ions (e.g., Al3+, Fe3+, V4+, and Zr4+) will be selected as framework cations according to the Hard-Soft-Acid-Base principle. The effects of organic structure-directing agents on the framework structures and their proton conductivities will be studied. The relationships between chemical compositions, crystal structures, and proton-conducting properties will be summarized. As an interdisciplinary research of synthetic chemistry, materials chemistry, and structural chemistry, this proposal provides a new way for the development of new crystalline inorganic proton-conducting materials.
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DOI:10.1021/acs.inorgchem.3c00412
发表时间:2023-04
期刊:Inorganic chemistry
影响因子:4.6
作者:Xuemei Wen;Ying Long;Daibing Luo;Ling Huang;Hongmei Zeng;Xin Wang;Guohong Zou;Zhien Lin
通讯作者:Xuemei Wen;Ying Long;Daibing Luo;Ling Huang;Hongmei Zeng;Xin Wang;Guohong Zou;Zhien Lin
DOI:10.1039/d1ce00873k
发表时间:2021-10
期刊:CrystEngComm
影响因子:3.1
作者:Lijuan Huang;Haiping Xu;Yan Zhao;Ling Huang;J. Bi;Hongmei Zeng;Guohong Zou;D. Gao;Zhien Lin-Zhi
通讯作者:Lijuan Huang;Haiping Xu;Yan Zhao;Ling Huang;J. Bi;Hongmei Zeng;Guohong Zou;D. Gao;Zhien Lin-Zhi
DOI:10.1021/acs.inorgchem.2c01782
发表时间:2022-07-10
期刊:INORGANIC CHEMISTRY
影响因子:4.6
作者:Cheng, Juan;Deng, Yuandan;Lin, Zhien
通讯作者:Lin, Zhien
DOI:10.1039/d0ce01182g
发表时间:2020-09
期刊:CrystEngComm
影响因子:3.1
作者:Ting Li;Yumei Mao;Y. Qi;Hongmei Zeng;Guohong Zou;Zhien Lin
通讯作者:Ting Li;Yumei Mao;Y. Qi;Hongmei Zeng;Guohong Zou;Zhien Lin
DOI:10.1039/d0dt03226c
发表时间:2020-10
期刊:Dalton transactions
影响因子:4
作者:Yumei Mao;Yuandan Deng;Lindong Luan;Hongmei Zeng;Guohong Zou;Zhien Lin
通讯作者:Yumei Mao;Yuandan Deng;Lindong Luan;Hongmei Zeng;Guohong Zou;Zhien Lin
超大孔低密度金属亚磷酸盐的合成、结构表征及性能研究
- 批准号:21171121
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:林之恩
- 依托单位:
纳米结构硫化镉半导体材料的合理合成、结构调控与性能研究
- 批准号:20801037
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:18.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:林之恩
- 依托单位:
国内基金
海外基金
