能源的发展与我们的生产和生活密切相关,为生产和生活提供了物质保障[[1], [2], [3]]。随着现代工业的持续发展和经济全球化的加速,生产力大幅提高,带来了巨大的经济效益,但也带来了更严重的环境问题和全球能源危机[[4], [5], [6], [7]]。随着清洁绿色能源时代的到来,燃料短缺和环境污染问题日益突出,可持续可再生能源变得越来越重要[[8], [9], [10]]。氢能源是一种环保且高效的可持续可再生能源,其在交通、工业和能源领域的应用受到了广泛关注[[11], [12], [13]]。氢能源可以通过化石燃料、生物质和水电解过程产生[[14], [15], [16]]。氢能源可以通过多种方式利用:直接燃烧、与其他燃料混合、在燃料电池中转换产生电能,或直接储存作为能源[[17], [18], [19]]。燃料电池能量转换是使用氢能源最高效、最清洁且成本最低的方式[[20], [21], [22]]。燃料电池是一种能量转换装置,其核心工作原理是将储存在物质中的化学能直接转化为可用电能,具有高能量转换效率、优异的可靠性、环境友好性和良好的便携性,因此在多个领域得到广泛应用[[23], [24], [25]]。与质子交换膜燃料电池(PEMFC)相比,阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)显示出更高的能量转换效率。此外,AEMFC通常具有更低的制造成本[[26,27]]。阴离子交换膜(AEM)是AEMFC的核心组件,其性能直接影响燃料电池的性能[[28,29]]。近年来,阴离子交换膜发展迅速。然而,提高AEM的耐碱稳定性和离子导电率的“权衡”仍是一个亟待解决的问题,为此已提出了一些解决方案[[30], [31], [32]]。聚苯氧化物(PPO)因其优异的热稳定性和化学稳定性、成本效益以及简单的结构设计而在阴离子交换膜领域得到广泛应用[[33], [34], [35]]。韩等人将PPO与聚乙烯醇交联制备了c-DQPPO/PVA膜,并引入双阳离子和戊二醛以降低膨胀率并提高尺寸稳定性,该系列膜具有良好的机械性能和导电性,80°C时的最大离子导电率为125.7 mS cm?1[36]。王等人使用QPAP交联PPO制备了C-QPAP-x-QPPO系列膜,这些膜具有较低的溶解度、高导电率(139.4 mS cm?1?1?2
金属有机框架(MOFs)是一类结构可调的多孔晶体材料,由有机配体(如含有羧酸、氮杂环等功能基团的分子)和金属离子或金属簇(如Zn或Cu等)通过配位键构成。金属和有机配体的自组装会形成高度有序的三维网络[[39], [40], [41], [42]]。研究表明,MOFs具有稳定的孔隙结构、良好的稳定性和机械强度,且易于功能化[[43], [44], [45], [46]]。作为填料,MOFs在AEM领域受到越来越多的关注[[47], [48], [49], [50]]。陈等人将离子液体改性的MIL-101与咪唑化PPO结合制备了一系列PIL@MIL01/PPO-x膜,提高了其稳定性和机械性能,并展示了80°C时的离子导电率(138 mS cm?1
本文通过改性MIL-101-NH2合成了阳离子型MIL-101-NH2(C-T-MOF),获得了具有较大空间阻力的C-T-MOF金属有机骨架。通过将MIL-101-NH2骨架上的氨基修饰为三甲基季铵基团来减少OH?