Tuning Intrinsic and Extrinsic Proton Conduction in Metal–Organic Frameworks by the Lanthanide Contraction
Notice bibliographique
Résumé
Seven isomorphous lanthanide metal–organic frameworks in the PCMOF-5 family, [Ln(H 5 L)(H 2 O) n ](H 2 O) (L = 1,2,4,5-tetrakis(phosphonomethyl)benzene, Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) have been synthesized and characterized. This family contains 1-D water-filled channels lined with free hydrogen phosphonate groups and gives a very low activation energy pathway for proton transfer. The lanthanide contraction was employed to systematically vary the unit cell dimensions and tune the proton conducting pathways. LeBail fitting of the crystalline series shows that the crystallographic a -axis, along the channel, can be varied in increments less than 0.02 Å correspondingly shortening the proton transfer pathway. The proton conductivities for the La and Pr complexes were roughly an order of magnitude higher than other members of the series (10 –3 S cm –1 versus 10 –4 S cm –1 ). Single crystal structures of the high and low conducting members of the series (La, Pr for high and Ce for low) affirm the structural similarities extend beyond the unit cell parameters to positions of free acid groups and included water molecules. Scanning electron microscopy reveals marked differences in particle size of the different members of the Ln series owing to lattice strain effects induced by changing the lanthanide. Notably, the high conducting La and Pr complexes have the largest particle sizes. This result contradicts any notion that degradation of the MOF at grain boundaries is enabling the observed conductivity as proton conduction dominated by extrinsic pathways would be enabled by small particles (i.e., the La and Pr complexes would be the worst conductors). Proton conductivity measurements of a ball milled sample of the La complex corroborate this result.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».