多酸基纳米孔无机－有机杂化固体质子传导材料的合成和性能

新型固体质子导体材料探索和质子导电机理研究是当前国际上固体材料化学研究领域中的一个重要课题，具有很强的应用背景和重要的学术意义。本项目采用无机－有机杂化手段，应用掺杂和非化学计量比概念控制价态，通过笼型杂多阴离子在配位聚合阳离子框架孔洞结构中的部分填充和有规排列诱导控制纳米尺寸高水合质子簇在具有合适亲水疏水性的特殊空腔中形成和稳定。配位聚合阳离子稳定框架在整个固体质子导体中不仅起骨架增加机械性能作用，还通过笼型杂多阴离子和水合质子簇的特殊排列构建质子通道, 为质子和水分子提供专用传递通道。基于晶体学研究质子导体的质子通道性质，对质子通道纳米尺寸微环境以及通道内质子传导进行分子水平的理解。开发一类稳定性和质子导电性均优秀的新型无机－有机杂化固体质子传导体系，研究其在质子交换膜或其他电化学器件方面的潜在应用，为开发具有自主知识产权的新型固体质子导体奠定基础，是一项未见报道的创新性课题。