新材料及其应用

本发明属于晶态有机盐的制备领域，具体公开了一种晶态有机盐。所述晶态有机盐由多个重复单元聚合而成，每个重复单元包含两个质子化一半的DABP分子、两个没有被质子化的DABP分子、一个完全被质子化的DABP分子以及一个H4-TPE分子。

成果亮点

本发明的目的在于提供一种晶态有机盐及其制备方法和应用，解决了现有质子交换膜局限性的问题。 本发明是通过以下技术方案来实现： 一种晶态有机盐，该晶态有机盐的化学式为：{H4-TPE·(H2DABP)2+·2(HDABP)+·2(DABP)}n，其中，n为正整数，H4-TPE为1,1,2,2-四磺酸苯基乙烯，DABP为4,4'-二氨基联苯，HDABP+为质子化一半的4,4'-二氨基联苯，H2DABP2+为完全质子化的4,4'-二氨基联苯。 进一步，所述晶态有机盐的结构单元属于单斜晶系，空间群为C2/c，分子式为C86H80N10O12S4，晶胞参数：α＝90°，β＝***°，γ＝90°， 进一步，所述晶态有机盐由多个重复单元聚合而成，每个重复单元包含两个质子化一半的DABP分子、两个没有被质子化的DABP分子、一个完全被质子化的DABP分子以及一个H4-TPE分子。

本发明提供了一种新的晶态有机盐合成策略，通过配位键组装金属阳离子和桥连配体，并在有机配体上引入质子化的羧酸根离子，实现了具有特定拓扑结构的晶态有机盐的合成。这种晶态有机盐展现出了优异的热稳定性、水热稳定性，并具备较高的荧光量子产率。 这项专利技术的应用前景主要涉及荧光量子点探针材料：所述晶态有机盐可以用于构建荧光量子点探针。例如，在晶态有机盐中引入具有特定官能团的有机分子，可以构建具有较强荧光性能的荧光量子点探针。这种荧光量子点探针可以用于检测生物分子、细胞等客体分子。

总之，这项专利技术为新型材料的研究提供了新的思路，具备一定的应用前景。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开了一种晶态有机盐，该材料中通过磺酸根与氨根之间通过氢键连接形成一维的氢键网络链，这种链有助于质子的运输；本发明制备的晶态有机盐具有良好的热稳定性，通过XRD粉末衍射分析数据表明所得的产品纯度较高，热重分析表明热稳定性高，框架的分解温度为400℃，同时对质子运输有较好的性能，具有较好的质子导电能力，是一种新型质子导电材料。并且将其制成质子交换膜，用于燃料电池，具有较好的功率密度，是一种质子交换膜材料。

本发明还公开了该晶态有机盐的制备方法，由H4-SO3H和DABP制备得到，合成原料易得，制备工艺简单，操作方便，产率较高。本发明的聚合物作为质子导电材料时，电导率可以达到***×10-3S/cm，具有很好的应用前景。

本发明还公开了晶态有机盐制备质子交换膜的方法，由所述晶态有机盐和Nafion溶液制备得到，制备工艺简单，操作方便。本发明的质子交换膜应用在燃料电池中时，最大功率密度可以达到896mW/cm2,最大电流密度可以达到2283mA/cm2。具有很好的应用前景。