离子交换调控氧化还原活性MOF的电子导电及光电导性能

来源：X一MOL资讯

金属有机框架（MOF）是由有机配体与金属节点组合成的三维框架结构。提及MOF材料，大家都会想到其固有的多孔性，正是由于其本身的特点使其电子导电及光电导性能受到限制。南京大学左景林课题组通过阳离子交换的后合成方法成功实现单晶到单晶的转变，进而调控氧化还原活性MOF的电子导电以及光电导性能。

图1. 阳离子交换示意图。
为了获得具有阴离子骨架的氧化还原活性MOF材料，该研究团队选用了此前报道的四硫富瓦烯苯四羧酸配体 (TTFTB) 与金属InIII合成的具有阴离子骨架的MOF：(Me2NH2)[InIII(TTFTB)](Me2NH2@1)。该MOF孔道中原位产生的二甲铵阳离子[Me2NH2]+作为抗衡阳离子填充整个框架孔道。利用离子交换的方式将四硫富瓦烯一价阳离子自由基（TTF•+）以及光敏性的二价紫精阳离子（MV2+）交换进入MOF的孔道当中，实现了单晶到单晶的转变，分别得到两个新的MOF：TTF@1和MV@1（图1）。对交换后的晶体TTF@1和 MV@1进行了单晶结构解析。交换后的晶体TTF@1和MV@1的电子导电性能均提高了两个数量级，以及光电流响应分别提升4倍和28倍（图2）。在化合物MV@1中，紫精阳离子（MV2+）和MOF框架（TTFTB）具有电荷转移的协同作用，在固体紫外可见近红外图谱中出现新的电荷转移吸收峰，且表现出温度依赖的EPR信号。该团队证明利用功能性离子交换来调控MOF的功能是非常有效的方法，可以扩展制备新的刺激响应MOFs材料。

图2. Me2NH2@1，TTF@1和MV@1的光电流响应图谱。