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由于在生命系统和电化学器件领域都扮演着重要的角色,离子传导已然成为化学、材料、生命等学科的研究热点和前沿。目前对于离子导电材料的研究,报道较多的还是集中在低温高湿度条件下的质子导体,而在高温无湿度等苛刻条件下工作的质子导体以及其它离子导体报道相对较少。 本论文基于以上两点,以高温离子传导为课题,将离子液体作为离子源填充到多孔MOF中,得到离子导电材料,并进一步研究了这些样品的高温离子导电性能。主要开展的工作如下: 1.选用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑-氯(EMIMCl)以及携带质子的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑-硫酸氢根(EMIMHSO4)作为离子源填充到多孔框架ZIF-8孔道中,制备得到离子导电样品(EMIMCl@ZIF-8)1至3和质子导电样品(EMIMHSO4@ZIF-8)4和5。实验结果表明,样品1至5具有高温导电性能。由于孔道内离子液体阴阳离子之间存在静电引力导致热稳定性增强,工作温度均达到200℃。相同条件下,由于阴离子体积不同,EMIMCl@ZIF-8样品的导电性优于EMIMHSO4@ZIF-8样品。 2.在上章工作的基础上,将相同的离子液体(EMIMCl和EMIMHSO4)引入到孔体积更大的UiO-67孔道中,得到离子导电样品(EMIMCl@UiO-67)6至8和质子导电样品(EMIMHSO4@UiO-67)9和10。其中,样品6至8的工作温度为200℃,由于孔道内离子液体与UiO-67框架有强氢键作用,样品9和10的工作温度可以达到290℃。值得一提的是,样品8高的电导率以及低的活化能可以被视为快离子导体,存在着潜在的应用;质子导电样品9和10的工作温度填补了配位聚合物型(常低于200℃)与氧化物陶瓷型(常高于400℃)离子导体工作温度之间的空白,具有一定的研究意义。