滚动二维共价有机框架 (COF) 片变成一维电子和质子导电纳米管
Zhuowei Li1, Rajendra Prasad Paitandi1, Yusuke Tsutsui1
1Department of Molecular Engineering, Kyoto University, Nishikyo-ku, Kyoto 615-8510, Japan.
概括
研究人员将二维共价有机框架 (COF) 板转化为一维纳米管. 这些含的基于酸的COF纳米管显示出出色的电子和质子导电性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 像石墨烯 (2D) 和碳纳米管 (1D) 这样的碳异构体表现出独特的特性.
- 联有机框架 (COF) 是具有可调节电子特性的多功能2D材料.
- 控制COF的维度对于开发先进的功能材料至关重要.
研究的目的:
- 开发一种方法,将2D COF 板转化为1D纳米管状结构.
- 为了研究的加入对COF纳米管的特性的影响.
- 探索这些1D COF纳米结构在电子和质子导电方面的潜力.
主要方法:
- 在溶剂接口的2D π-结合COF板的现场自组装,以形成1D纳米管.
- 在对比性研究中合成基于亚扎皮伦的COF和烯的COF.
- 由此产生的纳米管的结构,光学,电子和质子导电性质的表征.
主要成果:
- 简单的"卷板"自组装成功地从基于二二烯的COF生产了具有均直径的同轴纳米管.
- 与二烯COF相比,二烯核心中的结合显著改变了光学和电子性能.
- 基于二二烯的1D纳米管状COF证明了同时的电子和质子导电性.
- 实现了创纪录的质子导电性 (σ = 1.98 S cm-1),其中中心充当了兴奋剂和质子受容点.
- 在环境条件下,纳米管表现出稳定的导电路径.
结论:
- 通过自组装从2D板块创建1D纳米管状COF的新方法被建立起来.
- 与烯COF相比,基于Diazapyrene的COF适合形成具有独特特性的1D纳米管.
- 合成的1D纳米管状COF具有出色的电子和质子导电性,使它们成为能源应用的前景.
- 这些材料提供了一个独特的平台,有分离的电子和质子导电通道 (分别是壁和核心).
