南京大学Angew: 四硫富瓦烯基MOF用于高效的光热能转化
ivvi 闲云野鹤 2020-11-25

金属有机骨架结构(MOFs)具有高度有序的结晶度和可调节的孔隙度等诸多优点,被广泛应用于能源转化等诸多领域。近年来,利用自由基有机物作为连接桥制备MOF并研究其光电转化性能的工作不断吸引大家的关注。然而,如何稳定MOF中自由基连接桥一直是该领域的挑战。有鉴于此,南京大学的左景林教授和朱嘉教授等利用原位溶剂热法组装了一系列间-四硫富瓦烯-四苯甲酸连接的稳定的2D-MOF。该研究证实了电子离域作用下自由基连接MOFs的稳定性及其在光热转化中的应用,拓展了其在太阳能利用、光热治疗、海水淡化和光热催化等方面的应用前景。

本文亮点:

1利用原位溶剂热法组装了一系列间-四硫富瓦烯-四苯甲酸(m-TTFTB)连接的2D-MOF。研究发现,三聚体间-四硫富瓦烯-四苯甲酸稳定的节点有利于未配对电子离域,从而提升了自由基的稳定性。同时,六核稀土团簇结构一维链的存在也进一步提高了金属有机框架的稳定性。

2用X射线单晶衍射技术深入研究分析了三聚态m-TTFTB中间配体的C-C、C-S键变化以及其构象,成功观测到了的其自由基态。电子顺磁共振、紫外-可见-近红外吸收和X射线光电子能谱实验也证实了其自由基特性。

3稳定性实验表明,即使在非水/水溶液和酸碱环境(pH 1‐12)下,MOF中的这些自由基也是稳定的。由于分子内电荷转移的高效光吸收能力、低的热导率和优异的稳定性, 2D的Dy-MOF表现出优异的光热性能,在一个太阳光照射下, 240秒内增加了34.7 ℃。

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Jian Su, et al. Persistent Radical Tetrathiafulvalene‐based 2D Metal‐Organic Frameworks and their Application in Efficient Photothermal Conversion. Angew, (2020).

DOI: 10.1002/anie.202013811



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