提高质子电导率和制备可行的金属有机骨架（MOFs）质子交换膜是开发电解质MOFs的核心问题。

近日，吉林大学李光华报道了提出了一种多元柔性协同策略来设计具有高质子电导率的湿敏柔性MOF（FMOF）。

文章要点

1）利用多变量柔性协同自适应（MFSA）效应，功能化的PMNS1/PMNS2（后合成的MIL-88B(Cr)-NH₂-RSO₃H）在一定湿度范围内将水分子快速包裹到通道中，以维持连续的质子转移路径。

2）进一步的研究发现，PMNS1的质子电导率比PMNS2高约三倍，这是因为不同长度的烷基磺酸具有不同的极性所致。原位粉末X射线衍射(PXRD)和变温傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了烷基磺酸的动态扭转和FMOF的动态呼吸之间的协同自适应，形成了连续的氢键网络以保持高电导率。这种MFSA效应有望为形成有效的氢键网络提供了解决方案，揭示了FMOF与高质子电导率之间的结构-性能关系。这些不同寻常的特性为质子传导提供了有利条件。

3）实验结果显示，PMNS1在80 °C、100%相对湿度下具有1.52×10^-1 S cm^-1，满足DMFC的必备条件。研究人员接着组装了一种具有长期耐久性的PMNS1-40膜单电池，其最大功率密度为34.76 mW/cm²，从而为FMOF在DMFC中的应用开辟了一条新的途径。

参考文献

Zhen-Hua Li, et al, Multivariate Synergistic Flexible Metal-Organic Frameworks with Superproton Conductivity for Direct Methanol Fuel Cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202112922

https://doi.org/10.1002/anie.202112922