
二维π共轭金属有机骨架,通常简写为2D c-MOF,是一类新兴的具有独特电学性能的先进材料。我们可以从它的名字来理解其核心特征:
1. 二维:
这类材料在结构上是以二维平面(片层)的形式延伸的,类似于石墨烯。这些二维片层通过较弱的范德华力堆叠在一起,形成层状材料。
2. 金属有机骨架:
它属于MOF大家族,是由金属离子/簇和有机配体通过配位键自组装形成的周期性网络结构。
3. π共轭:
这是2D c-MOF最核心、最区别于传统MOF的特性。其有机配体是富含芳香环的平面型分子(例如,六羟基苯并菲、六氮杂苯并菲等),这些配体之间以及配体与金属之间通过轨道重叠,在整个二维平面上形成了一个扩展的π电子离域体系。
核心特点与优势
将MOF的多孔、可调性与二维材料的特性以及π共轭体系的导电性相结合,使得2D c-MOF具有以下突出优点:
1. 高导电性:传统的MOF通常是绝缘体或半导体,而2D c-MOF由于存在面内延展的π共轭通路,电子可以在整个二维平面内自由移动,因此表现出高导电性。这是其最吸引人的特性。
2. 规则且可调的孔道:像所有MOF一样,2D c-MOF具有高度有序、大小均一的纳米级孔道,这些孔道可以用于吸附、分离或容纳客体分子。
3. 高比表面积:巨大的比表面极为有利于电化学过程中的电荷和物质传输。
4. 结构与功能的可设计性:通过选择不同的金属中心(如Cu、Ni、Co等)和有机配体,可以精确调控材料的电导率、能带结构、孔道尺寸和化学环境,从而实现功能的“按需定制”。
#MOFs #共轭 #金属有机框架 #二维
1. 二维:
这类材料在结构上是以二维平面(片层)的形式延伸的,类似于石墨烯。这些二维片层通过较弱的范德华力堆叠在一起,形成层状材料。
2. 金属有机骨架:
它属于MOF大家族,是由金属离子/簇和有机配体通过配位键自组装形成的周期性网络结构。
3. π共轭:
这是2D c-MOF最核心、最区别于传统MOF的特性。其有机配体是富含芳香环的平面型分子(例如,六羟基苯并菲、六氮杂苯并菲等),这些配体之间以及配体与金属之间通过轨道重叠,在整个二维平面上形成了一个扩展的π电子离域体系。
核心特点与优势
将MOF的多孔、可调性与二维材料的特性以及π共轭体系的导电性相结合,使得2D c-MOF具有以下突出优点:
1. 高导电性:传统的MOF通常是绝缘体或半导体,而2D c-MOF由于存在面内延展的π共轭通路,电子可以在整个二维平面内自由移动,因此表现出高导电性。这是其最吸引人的特性。
2. 规则且可调的孔道:像所有MOF一样,2D c-MOF具有高度有序、大小均一的纳米级孔道,这些孔道可以用于吸附、分离或容纳客体分子。
3. 高比表面积:巨大的比表面极为有利于电化学过程中的电荷和物质传输。
4. 结构与功能的可设计性:通过选择不同的金属中心(如Cu、Ni、Co等)和有机配体,可以精确调控材料的电导率、能带结构、孔道尺寸和化学环境,从而实现功能的“按需定制”。
#MOFs #共轭 #金属有机框架 #二维
