文献综述

质子导体是一种以氢离子为电荷载流子的电解质，其中也包括一些以含质子的离子团作为载流子的电解质。由于质子的半径小，质量轻，从而一些质子导体具有较高的离子电导率，作为一种新型材料，质子导体在燃料电池，氢传感器，电化学反应器，电致变色器件等方面有着广泛的应用。开骨架磷酸盐化合物具有规则的孔道分布、多样的结构类型和多变的化学组成，在气体分离、工业催化、离子交换、磁学等领域具有潜在的应用价值已经被广泛研究。通常采用水热法或溶剂热合成开骨架磷酸盐化合物，作为一类无机多孔材料，较另一类多孔化合物金属有机配合物有着更好的热稳定性和化学稳定性，通常其骨架中包含着NH₄ 或一些有机平衡阳离子，同时也包括一些水分子，这些都是很好的质子载体，有望在质子导电材料领域得到很好的应用。

1、质子导体概述

是一种氢离子导电的电解质,在电解过程中,氢通过电解质,在阴极发生反应,它包括一些携带着含质子的正电荷(如H 、H₃O 和NH₄ 等)的电解质。质子导体可分为有机质子导体和无机质子导体，也可分为均相质子导体和异相质子导体。质子导体在燃料电池、氢传感器、氢泵(氢的电化学透过)、水电解制氢、氢的分离提纯、有机电化学加氢或脱氢等方面有着广泛的应用，成为电化学领域工作者研究的热点。质子的半径小，质量轻,具有很高的可动性。与其他离子不同,质子很少以裸质子的形式存在，而是位于其它原子的电子密度中，相对较小的质荷比也使得其在固体中运动常伴随着诸如分子扩散、声子、分子动力学等现象,质子在电解质中的传输方式主要有两种^[1]，一种是质子在两个相对稳定的阴离子之间的传输，称为Grotthuss机制或者自由离子机制；另一种是质子作为载体负载于其它离子(如OH^-、H₂O、H₃O 、NH₄ 、HS^- 等)，随着其它离子一起传输，称为媒介机制。

2、水热合成法

无机微孔化合物的水热合成法可以追溯到一百年前，它是匕地质学家为砂究某些矿物和岩石的成因,在实验室中模仿地层下水热条丁牛合成时开发的。水热合成法是合成和制备具有特殊结构与功能的新型材料的有效途径和方法，是对地热反应条件的模拟，通常指高于100 ^oC 及1 bar 的水溶液介质中的非均相反应。水热条件下水的蒸汽压变高，密度和粘度降低，表面张力下降，离子体积变大，反应物以各种配合物形式逐渐溶解、晶化。因此人们可以认为水热合成是化学转移反应的一种特殊情况。二十世纪六十年代有机胺及其阳离子的引入开创了分子筛合成的有机模板阶段，水热合成法则成为合成微孔化合物的重要方法。水热合成法与高温固相合成法相比，主要有以下特点：

(1)有利于低价态、中间价态与特殊价态化合物的生成，并能均匀地进行掺杂；

(2)有利于生长极少缺陷、取向好、完美的晶体，而且产物结晶度高以及易于控制产物晶体的粒度；

(3)能够使低熔点化合物、高蒸汽压且不能在融体中生长的物质、高温分解相在水热低温下晶化生成。

3、实验部分