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研究生张倩在光调控质子传导性能变色材料领域取得新进展

来源: 日期:2021-04-15 14:13 【字体:

质子导电材料在燃料电池、智能电网和传感器等领域具有广泛的应用前景。当前在高电导率质子导电材料的制备领域,对电导率性能的动态调控尤其是光控质子导电行为等研究愈发受到科研工作者的重视。然而,目前为数不多的光控质子导电材料大多集中在有机磺酸光诱导质子解离以及偶氮苯的异构化材料中,受到合成条件及成本限制等的影响不利于普遍推广与应用。

近日,学院硕士生张倩提出一种“利用光生自由基进行质子导电性能调控”的新策略,成功设计出具备优异光调控质子传导性能的功能变色材料。以有机膦酸单元为电子供体,缺电子多吡啶单元为电子受体,二者协同作用构筑了一维链状特征的光致变色材料。其中,膦酸基团和游离水分子作为质子主要来源,水分子与一维链模块通过氢键作用形成有效的质子传导通道,达到提升材料的质子导电性能目标。这类材料在氙灯照射下发生了膦酸组分到多吡啶组分的电子转移,并产生可逆的光致变色行为;伴随光生自由基的产生,材料的质子导电率增加了20%,表明光生自由基能够有效诱导更为广泛的氢键参与质子传导过程。这项工作在电子转移光致变色材料中首次实现了光响应质子导电性能,为合成智能导电材料提供了新的策略。

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相关成果以“Light Enhanced Proton Conductivity in a Terbium Phosphonate Photochromic Chain Complex” (DOI: 10.1007/s11-7)为题发表在《中国科学:化学》(SCIENCE CHINA Chemistry),该期刊是国内化学一流学术刊物并入选“中国科技期刊卓越行动计划”,2020年即时影响因子达到8.831,中科院一区top期刊。论文第一作者为2019级硕士研究生张倩,青年教师胡继祥教授和王国明教授为论文的共同通讯作者,青岛大学为唯一通讯作者单位。该研究工作得到国家自然科学基金(21901133, 22071125, 22071126, 21571111)与山东省重点研发计划项目(2019GGX102006)等的资助。



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