共价有机框架的设计及质子传导性能研究进展

班渺寒a,b，双亚洲a，杨安平a，郑长勇b，张伟b，徐飞a(a 西北工业大学 材料学院)(b 西北化工研究院有限公司 陕西省石油精细化学品重点实验室 )

摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFCs)通过氢氧电化学反应直接将化学能转化为电能, 为高效清洁能源转化提供了重要的途经. 质子交换膜作为PEMFC 的核心功能组件, 通过定向传导质子实现电化学能的连续转换, 对电池性能具有决定性的作用. 共价有机框架(COFs)作为一种新型有机多孔材料, 具有高度结晶性、有序的多孔排列、功能可修饰性、结构可调性以及较高稳定性, 作为质子交换膜具有潜在的优势. COFs 可功能修饰的骨架可以定制质子传导功能位点,规整的孔道可以限域容纳多种质子载体/供体, 周期性分布的孔结构可以构建连续稳定的质子传输通道, 在含水/无水质子传导中均发挥出巨大的作用. 本文系统综述了近年来COFs 材料的设计与质子传导性能研究进展, 重点讨论了COF 骨架功能化设计、孔内限域和孔结构调控三种策略对质子传导性能的提升与传导机制解析, 并展望了该领域未来发展方向.

关键词：共价有机框架；质子传导；功能化设计；孔内限域；孔结构调控