山西师范大学张献明教授团队最新AFM：双功能羧酸-磺酸配体在金属-氧簇节点螯合锚定同步提升骨架稳定性与质子导电性

质子交换膜（PEM）作为燃料电池的核心组件，其性能瓶颈长期制约清洁能源技术的商业化进程。传统改性策略始终面临 “传导效率与结构稳定性不可兼得”的行业痛点。金属有机框架（MOF）虽因多孔可调性成为潜力材料，但磺化后框架易坍塌、长期稳定性不足的问题尚未解决。

近日，山西师范大学张献明教授团队在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表最新研究成果，提出一种螯合锚定策略，通过双功能羧基-磺酰基配体与锆氧簇开放位点的精准结合，成功制备出兼具超高热稳定性和质子传导性的Zr-TPTC (Me2)-SO3H MOF材料，并进一步构筑出实用化的 MOF-PVA 复合纤维膜，为高性能质子交换膜的设计提供了全新解决方案。

创新策略：双功能修饰，兼顾稳定与传导

不同于传统磺化仅将-SO3H基团作为质子供体、易破坏MOF框架的做法，研究团队的核心创新在于将结构增强与质子传导功能一体化设计：

螯合锚定强化结构：利用羧基与 Zr₆- 氧簇的螯合作用，形成稳定的 Zr₆-O-O'-C-CH₂-SO₃H 键合结构，同时结合非等价金属取代（Zr (IV) 取代 In (III)）和配体甲基功能化，双重增强框架刚性与键合强度；

精准锚固质子载体：将强酸性-SO3H基团通过螯合作用直接锚定在Zr6氧簇上，既避免基团脱落，又能在孔道内形成密集的质子传导位点，为高效质子传输奠定基础。

第一作者：蔚玲 高慧

通讯作者：张献明

原文链接https://doi.org/10.1002/adfm.74451

张献明，1972年7月生，山西榆次人，教授，博导，“万人计划”首批领军人才，国家杰出青年基金获得者，“百千万人才工程”国家级人选，全国优秀博士论文获得者，洪堡学者，霍英东基金获得者,三晋学者。教育部化学专业教学指导委员会委员，中国化学会无机化学委员，中国晶体学会委员，山西省化学会副理事长。2002年11月任山西师范大学应用化学所所长，2010年3月任化学与材料科学学院院长、校长助理，2016年10月任山西师范大学党委委员，2018年11月至2020年11月任山西师范大学党委常委、副校长。2020年10月至2025年8月任太原理工大学党委常委、副校长。现任运城学院党委副书记、校长。1996年山西师范大学本科毕业获学士学位、留校，1999年内蒙古大学获理学硕士学位，2002年6月获中山大学理学博士学位。2003.4-2004.5在德海德堡大学做“洪堡学者”，2003年9月破格评为教授。2004年获“全国优秀博士学位论文”奖，2005年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，2007年获“山西省五一奖章”和“山西省333人才”，2008年获“中国化学会青年化学奖”并入选“山西省高等院校拔尖创新人才”。2009年获国家杰出青年科学基金资助，2010年获国务院特殊津贴。2011年，作为团队带头人获教育部创新团队。2013年入选科技部 “国家中青年科技创新领军人才”和人社部“百千万人才工程”国家级人选。2014入选中组部“万人计划”首批创新领军人才。研究兴趣涉及金属-有机框架、分子磁体、纳米团簇和非线性光学晶体，主持和参与国家杰出青年科学基金、万人计划、国家自然科学基金重大/重点/面上/青年、973子课题、教育部新世纪优秀人才基金、全国优秀博士学位论文专项基金、霍英东教育基金、山西省基金等多项国家和省部级基金，在Nat. Commun., Sci. Adv., J. Am. Chem. Soc, Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等期刊发表研究论文180余篇，2014-2019连续六年入选“中国高被引学者”榜单。曾获国家自然科学二等奖（排名5）、山西省科学技术奖一等奖两项（排名1和4）和二等奖两项（排名1）。