导电金属有机框架(MOFs)可应用于化学传感和电能存储等诸多领域。导电性最强的MOFs由有机配体和四方平面过渡金属离子连接成彼此堆叠的二维(2D)薄片制成。人们认为其电学性质主要取决于金属-配体键的共价性,而平面外电荷传输的影响较小。近日,麻省理工学院Mircea Dincă等报道了一系列基于镧系元素和2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene (H6HHTP)的MOFs,该系列MOFs片的堆叠可以进行微调。该MOFs中,Ln3+离子位于配体平面之间,通过镧系元素-氧链将有机层连接到3D框架中。实验发现,有效的电荷传输主要发生在垂直于2D薄片的方向,电导率达0.05 S cm−1,与目前报道的最导电的MOFs相当。该工作表明,层状MOFs的高电导率不一定需要具有高共价特征的金属-配体键,有机配体之间的相互作用本身可以产生有效的电荷传输途径。
Grigorii Skorupskii, Mircea Dincă*, et al. Efficient and tunable one-dimensional charge transport in layered lanthanide metal–organic frameworks. Nat. Chem., 2019
DOI: 10.1038/s41557-019-0372-0
https://www.nature.com/articles/s41557-019-0372-0