质子导电金属有机框架 (MOFs) 通过合成后转金属化和水诱导的结构转化

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学 化学 化学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 合成后修改 (PSM) 对于将金属有机框架 (MOF) 定制为具有先进功能的人来说至关重要.
• 现有的MOF通常需要进行结构或化学改变,以满足特定的应用需求,例如增强质子导电性.

研究的目的:

• 展示合成后修改策略,以开发具有改善质子导电性的新型MOF.
• 使用双二四碳酸盐 (NCA) 合成和表征单金属和双金属MOF,并探索其PSM.

主要方法:

• 使用NCA链接器进行单金属 (Cd-MOF-1,Cu-MOF-1) 和双金属 (CoZn-MOF) 的溶热合成.
• 合成后 CoZn-MOF 与 Cd-MOF-2 和 Cu-MOF-2 形成 Cd-MOF-2 和 Cu-MOF-2 的 Cd-NO3) 2 和 Cu-NO3) 2 的转移.
• 在沉浸在水中将Cu-MOF-1转化为Cu-MOF-3的单晶转化为单晶 (SCSC).

主要成果:

• 通过使用NCA合成了Cd-MOF-1,Cu-MOF-1和CoZn-MOF.
• 实现了传输,产生Cd-MOF-2和Cu-MOF-2,以及SCSC转化为Cu-MOF-3.
• MOFs的质子导电率从10^-4到10^-3 S/cm;Cu-MOF-3在90°C和98%的RH下达到1.36x10^-3 S/cm,这是由于其结网.

结论:

• 合成后的修改提供了一个容易的途径来设计具有显著质子导电性的MOF.
• 通过SCSC转换获得的Cu-MOF-3显示出出色的质子导电能力.
• 这项研究为开发先进的导质子MOF提供了有价值的策略.