精確構建質子輸運通道并研究其輸運行為具有重要意義，但仍然具有挑戰性。近日，鄭州大學王景濤、武文佳、Liu Yarong通過用對苯二甲酸（BDC）和偏苯三甲酸（BTC）對Zr-BTB進行后合成改性，開發了一種Zr-BTB-X納米片，該片與不飽和Zr?團簇配位。
本文要點：
1) 增加的-COOH基團使Zr BTB BTC納米片的質子傳導率顯著提高，在80°C和100%相對濕度下達到490.9 mS cm-1，而原始Zr BTB納米片為2.19 mS cm-1。密度泛函理論計算和水吸附研究表明，-COOH基團誘導富水網絡的形成有助于有效的質子解離并降低質子傳輸阻礙。
2) 組裝的Zr BTB BTC層狀膜保持了納米片的高導電性能，在80°C和100%相對濕度下達到242.4 mS cm?1。它在質子交換膜燃料電池（PEMFC）中也具有優異的性能，實現了超高峰值功率（0.91 W cm?2）、最大電流密度（3.59 A m?2）和良好的耐久性。
Yifan Zheng et.al Carboxyl-Driven Water Networks on 2D Metal Organic Frameworks for Enhanced Proton Conduction in PEMFCs Adv. Functional Mater. 2025
DOI: 10.1002/adfm.202500151
https://doi.org/10.1002/adfm.202500151
