劉云圻課題組利用電化學法制備大面積二維導電MOF薄膜(圖文)

發布者：眺望科技                     發布日期：2021-03-12

二維金屬有機框架 (metal-organic framework (MOF) ) 薄膜是金屬離子與有機配體之間通過配位鍵形成的多孔晶體材料。由于其具有高的比表面積、穩定的化學結構和可調的物理化學性質，在催化、能源、氣體分離、生物醫藥、化學傳感等領域具有廣闊的應用前景。目前，制備高質量大面積二維MOF薄膜仍然存在許多挑戰。 

在中國科學院先導B專項“功能導向的原子制造前沿科學問題”支持下，化學所有機固體實驗室陳建毅研究員和劉云圻研究員利用配位化學反應，制備了高質量二維有機框架材料薄膜。 在前期的工作中(Mater. Chem. Front. 2020, 4, 243)，他們以六羥基苯并菲（hexahydroxytriphenylene, HHTP）為分子構筑基元，利用化學氣相沉積技術，通過固-固反應，成功在銅箔表面上生長了Cu3(HHTP)2 MOF薄膜。 

最近，該研究團隊提出了一種電荷誘導機制，并利用電化學法在單晶銅表面上制備了大面積均勻的Cu3(HHTP)2，Cu3(BTPA)2, Cu2(MTCP)和Cu3(TBTC)2 MOF薄膜。該方法通過施加外電壓使配體離子向陽極遷移并與解離出的Cu2+發生配位反應。經過低電壓誘導成核及外延生長后，高質量的MOF薄膜可以直接沉積到銅陽極表面上。在此基礎上，他們利用聚甲基丙烯酸甲酯轉移技術實現了MOF薄膜從銅箔表面向任意襯底轉移。該薄膜具有高的晶體質量，電導可以達到0.087 S cm–1，相比于文獻報道提高了三個數量級。相關成果發表在Angew. Chem. Int. Ed. (2021, 60(6), 2887-2891) 上。文章的第一作者是博士生劉友星，通訊作者是陳建毅研究員和劉云圻研究員。 

圖 電化學制備大面積二維Cu3(HHTP)2 MOF薄膜 

文章來源：中國科學院化學研究所（侵刪）