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J-GLOBAL ID：202002241635612873   整理番号：20A2137332

無水プロトン伝導のための超疎水性を有するペルフルオロアルキル官能化共有結合有機骨格【JST・京大機械翻訳】

Perfluoroalkyl-Functionalized Covalent Organic Frameworks with Superhydrophobicity for Anhydrous Proton Conduction

著者 (14件)： Wu Xiaowei (Key Laboratory for Soft Chemistry and Functional Materials of Ministry of Education, School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Jiangsu, China) ,  Hong You-lee (Institute for Integrated Cell-Material Sciences, Institute for Advanced Study, Kyoto University) ,  Hong You-lee (RIKEN CLST-JEOL Collaboration Center, Japan) ,  Xu Bingqing (Key Laboratory for Soft Chemistry and Functional Materials of Ministry of Education, School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Jiangsu, China) ,  Nishiyama Yusuke (RIKEN CLST-JEOL Collaboration Center, Japan) ,  Nishiyama Yusuke (JEOL RESONANCE Inc., Japan) ,  Jiang Wei (Key Laboratory for Soft Chemistry and Functional Materials of Ministry of Education, School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Jiangsu, China) ,  Zhu Junwu (Key Laboratory for Soft Chemistry and Functional Materials of Ministry of Education, School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Jiangsu, China) ,  Zhang Gen (Key Laboratory for Soft Chemistry and Functional Materials of Ministry of Education, School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Jiangsu, China) ,  Kitagawa Susumu (Institute for Integrated Cell-Material Sciences, Institute for Advanced Study, Kyoto University) ,  Horike Satoshi (Institute for Integrated Cell-Material Sciences, Institute for Advanced Study, Kyoto University) ,  Horike Satoshi (AIST-Kyoto University Chemical Energy Materials Open Innovation Laboratory (ChEM-OIL), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Kyoto University) ,  Horike Satoshi (Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University, Japan) ,  Horike Satoshi (Department of Materials Science and Engineering, School of Molecular Science and Engineering, Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology, Thailand)
資料名： Journal of the American Chemical Society  (Journal of the American Chemical Society)
巻： 142  号： 33  ページ： 14357-14364  発行年： 2020年 
JST資料番号： C0254A  ISSN： 0002-7863  CODEN： JACSAT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 無水プロトン伝導材料の開発は高温(>100°C)高分子電解質膜燃料電池(HT-PEMFCs)の作製に重要であり,大きな課題となっている。共有結合性有機フレームワーク(COF)は,テーラーメイドナノチャネルを有する多孔性結晶材料の新興のクラスであり,イオンおよび分子輸送に対する大きなポテンシャルを有するが,それらの乏しい化学的安定性は,この点で大きな課題を提起している。本論文では,ペルフルオロアルキル官能化ヒドラゾン結合2D COFを構築するためのボトムアップ自己集合戦略を提示し,それらの酸安定性およびプロトン伝導性に及ぼすフッ素鎖の異なる長さの影響を系統的に研究した。それらの非フルオラス親COFと比較して,フッ素化COFは,強化された疎水性(水接触角144°)の結果として,強酸に対して構造超安定性を有した。さらに,超疎水性1Dナノチャネルは,無水条件および広い温度範囲での高速および長期プロトン伝導のための大量のホスホン酸を収容するための堅牢なホストとして役立つ。フッ素化COFの無水プロトン伝導率は,H_3PO_4ドーピング後140°Cで4.2×10-2Scm-1であり,これは非フルオラス対照物より4桁高く,今までにドープした多孔性有機フレームワークの最高値であった。固体状態NMR研究は,H_3PO_4がCOFの骨格とペルフルオロアルキル鎖を有する水素結合ネットワークを形成し,H_3PO_4分子の大部分は高度に動的で移動性であり,一方,骨格は剛直で,迅速なプロトン輸送を与えることを明らかにした。本研究は,細孔表面のプレデザインと官能化によるCOFsの標的特性の実現の道を開き,高速イオン輸送のための剛直なプラットフォームとしてのCOFナノチャネルの大きな可能性を強調する。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： イオン ,  高温 ,  *疎水性 ,  フッ素化 ,  プロトン移動 ,  ドーピング ,  二次元 ,  一次元 ,  *共有結合 ,  *官能化 ,  ロバスト性 ,  *プロトン伝導 ,  自己集合
準シソーラス用語： *超疎水性 ,  ナノチャネル , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 固体中の拡散一般  (BL06021L)

タイトルに関連する用語 (6件)： プロトン伝導 ,  疎水性 ,  ペルフルオロアルキル ,  官能化 ,  共有結合 ,  骨格