二维(2D)导电金属-有机框架(EC-MOFs)的发展,极大地扩展了MOFs在能源存储、电催化和传感器领域的应用范围。尽管人们对EC-MOFs越来越感兴趣,但由于配体结构的限制,它们往往表现出较低的表面积和功能不足等缺点。
近日,科罗拉多大学博尔德分校Jihye Park提出了一个基于形状持久,共轭大环连接体,HHTC的新型EC-MOF(Cu-HHTC),其使用2,3,8,9,14,15-hexahydroxyl-tribenzocyclyne(HHTC)连接体和Cu节点,具有高表面积。
文章要点
1)以硝酸铜与HHTC连接体为原料,采用溶剂热合成法合成了Cu-HHTC。研究人员筛选了各种合成参数,包括碱、温度、反应时间、化学计量比和溶剂组成,找到了Cu-HHTC的最佳合成条件。在优化参数的基础上,用2当量的硝酸铜与连接剂在H2O:DMF(1:1,v/v)中,在50℃下反应8h,得到了高结晶度的Cu-HHTC 。
2)新型EC-MOF材料的电导率为3.02×10−3 S/cm,比表面积高达1196 m2/g,在2D EC-MOF材料中具有最高值。此外,还探索了颗粒大小的可调性,从而能够研究Size−特性之间的关系。然后,配体中的炔基团被用来容纳异金属物种,赋予框架额外的功能。
工作不仅为EC-MOF增加了一个新的配体基序,而且为开发具有高比表面积和新功能的EC-MOF用于电子应用提供了良好的机会。
参考文献
Hoai T. B. Pham, et al, Imparting Functionality and Enhanced Surface Area to a 2D Electrically Conductive MOF via Macrocyclic Linker, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c03793
https://doi.org/10.1021/jacs.2c03793