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质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其高功率密度和超低排放的特性,被认为是最有前途的绿色能源。开发出具有持久、高质子导电性的电解质材料是质子交换膜燃料电池必须要克服的主要技术障碍之一。在过去的十年中,金属有机配位聚合物作为新型晶态质子传导材料被广泛研究。其中,将具有极高质子迁移率以及富氧的多金属氧酸盐作为无机建筑单元引入到各种配位聚合物中将是构筑高质子导电性晶态材料的关键。在此基础上,我们采用Anderson型多金属氧酸盐Na5[IMo6O24]·3H2O作为无机建筑单元、吡啶-4-羧酸做为有机配体、镧系以及碱土金属离子作为金属中心成功获得了一系列多酸基金属有机配位聚合物并合理地完成了以下工作:1.在本工作中,我们采用了稀土金属盐,吡啶-4-羧酸,Anderson型多金属氧酸盐Na5[IMo6O24]·3H2O,成功制备了一系列多酸基金属有机配位聚合物:[(C6NO2H5)4(C6NO2H4.875)2Ln3.25(H2O)19.5][IMo6O24]2·3H2O(Ln=Pr(PLP-1),Nd(PLP-2),Sm(PLP-3))。它们在沿c轴方向上的1D通道中捕获了一种(H2O)19.5簇。(H2O)19.5簇之间形成了丰富的氢键网络,不仅促进了3D超分子结构的形成而且还为质子转移提供了有效途径。因此,以PLP-1为例进行了质子传导性能研究。交流阻抗分析表明,在353 K和97%RH时PLP-1的电导率最高可达到1.48 x 10-3 S cm-1。此外,进一步获得了该系列化合物在333 K,无外加湿度条件下的质子传导率为2.3 x 10-3 S cm-1,这完全归功于框架内所存在的(H2O)19.5簇。但是,当温度高于343 K时,(H2O)19.5簇内大部分水分子受热挥发导致了PLP-1的质子电导率降低。因此,我们采用了氨基化氧化石墨烯(HGO)作为基底进一步合成了复合材料(PLP-1@HGO)以提高PLP-1的保水性和水稳定性。在353 K和97%RH的条件下,PLP-1@HGO的电导率达到了1.44 x 10-3 S cm-1。2.我们采用碱土金属离子Sr2+代替镧系金属离子,通过常规水溶液合成策略获得了一例结构新颖的高水稳定性金属有机配位聚合物,PAP-1:[Sr(C6NO2H6)2(C6NO2H5)(H2O)3(IMo6O24)Na(H2O)]·2H2O。该化合物揭示了一条与钠离子链及其吸附水相关的高效质子运输通路。在358 K、97%RH时,PAP-1具有一个高的质子电导率为6.2 x 10-2 S cm-1,可以与大多数高质子传导MOFs相媲美。同时,该化合物也是一例高水稳定性的晶体材料,可以在120oC的水中稳定存在3天其结构并未发生改变。