The development of anhydrous proton-conducting materials is critical for the fabrication of high-temperature (>100 °C) polymer electrolyte membrane fuel cells (HT-PEMFCs) and remains a significant challenge. Covalent organic frameworks (COFs) are an emerging class of porous crystalline materials with tailor-made nanochannels and hold great potential for ion and molecule transport, but their poor chemical
无
水质子传导材料的开发对于高温(> 100°C)聚合物电解质膜燃料电池(HT-P
EMFC)的制造至关重要,并且仍然是一个重大挑战。共价有机骨架(COFs)是一类新兴的多孔晶体材料,具有定制的纳米通道,在离子和分子传输方面具有巨大潜力,但其较差的
化学稳定性在这方面带来了巨大挑战。在这项贡献中,我们提出了一种自下而上的自组装策略来构建
全氟烷基官能化腙连接的二维 COF,并系统地研究了不同长度的
氟链对其酸稳定性和质子电导率的影响。与它们的无
氟母体 COF 相比,由于增强的疏
水性(
水接触角为 144°),
氟化 COF 对强酸具有结构超稳定性。此外,超疏
水的一维纳米通道可以作为强大的宿主来容纳大量的
膦酸,在无
水条件和宽温度范围内进行快速和长期的质子传导。在 H3PO4 掺杂后,
氟化 COFs 在 140°C 下的无
水质子电导率为 4.2 × 10-2 S cm-1,比其无
氟对应物高 4 个数量级,并