多金属氧酸的尺寸在零点几纳米到十几纳米之间,具有丰富的结构和多样的元素种类,化学家可以在分子水平对多酸的性能和活性进行可控调节。因此,可以被视为可转移的建筑单元,用于功能材料的制备。对于合成和制备质子导电材料,多酸具有独特的优势:首先,构成多酸的多金属氧簇表面的氧可以作为质子跳跃的位点;其次,构成多酸的多金属氧簇可以在分子水平进行可控调节,从而形成质子传递的通路;最后,多酸是一类高质子酸,可以为质子导电提供质子。基于以上的多酸对于质子导电材料独特的优势,我们对基于多酸的离子晶体材料的质子导电性质进行了研究。本文中,由镧系金属配位阳离子和多氧阴离子构筑而成的离子晶体被成功地合成出来。镧系金属配位阳离子中的配位水分子和多阴离子的表面氧原子作为孔道的内壁使孔道内形成亲水的环境,提供了一条稳定的质子传递通路。并在80℃、95%相对湿度条件下获得了较高的质子电导率,高于10-3 S cm-1。化合物1质子传递的活化能为1.09e V,它的质子导电机理是典型的运载机理。虽然化合物1在97℃或者更低的温度下就发生脱水现象,但是较高相对湿度条件下,80℃时样品维持了较高的含水量。通过与不含铵基的化合物比较质子电导率说明质子化的伯胺上解离出的质子在质子导电过程中扮演了重要作用。高度的晶化程度使化合物1可以通过X射线技术来确定其分子级别的结构,从而深入地研究了化合物1的质子导电机理。