近年來(lái)，2D導(dǎo)電金屬有機(jī)骨架（MOFs）因其在超級(jí)電容器、化學(xué)電阻傳感器、電催化劑以及電池等方面的潛在應(yīng)用而受到越來(lái)越多的關(guān)注。由于配體的π體系與金屬的d軌道之間的強(qiáng)面內(nèi)相互作用或垂直于2D片層的電荷輸運(yùn)，導(dǎo)致這些MOF具有高導(dǎo)電率。因此，有機(jī)、π共軛和氧化還原配體通常被用來(lái)制備二維導(dǎo)電π體系。迄今為止，這些具有氧化還原活性的配體包括二亞胺、二硫雜環(huán)戊烯和半喹酮/陰離子電解質(zhì)等，并且已經(jīng)報(bào)道了不同類(lèi)型的MX4型（M=金屬，X=N，S，O）具有導(dǎo)電性的MOFs。
近日，韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究院Rodney S. Ruoff，Jung-Woo Yoo，Sang Kyu Kwak，韓國(guó)成均館大學(xué)Jungseek Hwang報(bào)道了成功合成了二維（2D）MX2Y2型（M=金屬，X，Y=N，S，O和X≠Y）銅1，3，5-三氨基-2，4，6-苯三酚金屬有機(jī)骨架（Cu3(TABTO)2-MOF）并用FTIR、XPS光譜和粉末XRD結(jié)合DFT計(jì)算對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。要點(diǎn)1. 研究人員在1，2-乙二胺存在下，1，3，5-三氨基-2，4，6-苯三醇與Cu(NO3)2·3H2O在80 °C惰性氣氛中反應(yīng)2天，首次合成了Cu3(TABTO)2。
要點(diǎn)2. 研究人員研究了氧在Cu3(TABTO)2合成中的作用。XRD分析表明，在氬氣中進(jìn)行Cu3(TABTO)2合成時(shí)，出現(xiàn)了銅金屬。然而在劇烈攪拌下將反應(yīng)暴露于空氣中時(shí)，通過(guò)XRD并未觀察到銅金屬。研究發(fā)現(xiàn)，由于在空氣/水界面形成了MOF膜，進(jìn)而導(dǎo)致氧無(wú)法進(jìn)入溶劑中。要點(diǎn)3. 利用四探針?lè)y(cè)量了在氬氣中合成的Cu3(TABTO)2塊體樣品的室溫電導(dǎo)率為0.78 S/cm。隨溫變化的電導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果表明，這種塊狀顆粒的電導(dǎo)率從半導(dǎo)體相向金屬相轉(zhuǎn)變。室溫下的紅外反射光譜進(jìn)一步證明了碘摻雜顆粒的金屬特性。通過(guò)霍爾效應(yīng)測(cè)量，研究人員估算出室溫下的載流子(空穴)密度和空穴遷移率分別為5.0×1017 cm?3和6.6 cm2 V?1 s?1。而對(duì)于在空氣中劇烈攪拌制備的塊狀Cu3(TABTO)2，摻碘后的球團(tuán)顆粒仍保持絕緣狀態(tài)。這項(xiàng)工作有望擴(kuò)大二維導(dǎo)電MOF的家族，并進(jìn)一步促進(jìn)人們對(duì)氧在氧化還原活性配體基MOF合成中的作用的理解，并為傳感、電子、光催化和能源相關(guān)的應(yīng)用提供更多的機(jī)會(huì)。Yi Jiang, et al, Synthesis of a Copper 1,3,5-Triamino-2,4,6-benzenetriol Metal-Organic Framework, J. Am. Chem. Soc., 2020https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c02389
