近日,扬州大学庞欢教授课题组成员刘文涛在《欧洲化学》上撰写了关于二维导电金属有机框架薄膜材料及其在电化学领域中的应用的综述文章。该文章总结了二维导电金属有机框架薄膜材料的几种合成方法以及材料在电化学相关领域的应用,并提出了二维导电金属有机框架材料的发展前景和挑战。
金属有机框架材料(metal-organic framework, MOF)是金属离子或离子簇和有机配体通过配位键连接而成的多孔材料。由于其高比表面积、高孔隙率和可调的孔径结构,使其在化学、物理、能源、环境等领域引起了广泛关注。 作为一类新兴的多孔电子材料,二维导电MOF薄膜继承了传统 MOF 的大部分优点,例如孔隙率和可调化学功能,且由于共轭扩展而显示出优良导电性。这种在多孔结构内传输电子的特性使得二维导电MOF薄膜具有众多应用场景,包括电荷存储材料、电催化剂和化学电阻传感器。 目前,研究人员已经开发了多种技术来合成合成二维导电MOF薄膜,作者对几种合成方法进行了介绍,其中包括朗缪尔-布洛杰特法(Langmuir- Blodgett)、逐层自组装法(Layer-by-Layer Self-Assembly)、界面法(Interfacial Technique)、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)以及电化学法。这些方法各具特色,为MOF薄膜的制备提供了广泛的选择。此外,作者也对相关方法存在的挑战及发展前景做出了说明。 由于导电MOF薄膜的有机配体多为六取代苯或六取代苯并苯,且共轭扩展而显示出优良导电性,使其在电化学领域的应用之路更加广阔。尤其是储能方面,二维导电MOF薄膜突破了MOF导电性差的局限性,成为了储能应用的潜在候选人。作者总结了几种导电MOF薄膜在电池,电催化,传感等领域的应用,并详细说明了材料的电化学性能表现。 最后,根据导电MOF薄膜的发展现状,作者对未来导电MOF薄膜材料的发展进行了展望,并提出了自己的观点,将有助于MOF材料的发展。 论文信息 Two-Dimensional (2D) Conductive Metal-Organic Framework Thin Films: The Preparation and Applications in Electrochemistry. Wentao Liu, Guoqiang Yuan, Shu Jiang, Yuxin Shi, Huan Pang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202402747