提高共價有機框架(COF)的電子傳導性和結構穩健性至關重要。
在這里,印度科學教育與研究學院Ramanathan Vaidhyanathan將2D COF與聚吡咯(Ppy)鏈共價交聯,形成準3D COF。
文章要點
1)3D COF在SAED圖案中顯示出明確的反射,明顯索引到其建模的晶體結構。這種具有共軛聚吡咯單元的2D COF層的編織將電子電導率從10?9 S m?1提高到10?2 S m?1。
2)3D COF中費米能級附近的態密度的存在證實了這種電導率的提高,并且相對于母體2D吡咯功能化COF,這將COF的價帶最大值提高了0.52 eV。HOMO升高的程度表明主要存在極化子態(自由基陽離子),從而產生強烈的EPR信號,很可能源自交聯聚吡咯鏈。
3)用COF20-Ppy設計的超級電容器記錄了377.6 mF cm?2的高面積電容,高于負載非共價連接的聚吡咯鏈的COF的電容。因此,聚吡咯充當跨層的“共軛橋”,降低帶隙并提供極化子和額外的傳導路徑。這標志著將許多2D COF轉換為高度有序且導電的3D COF的一種影響深遠的方法。
參考文獻
Chitvan Jain, et al, Tailoring COFs: Transforming Nonconducting 2D Layered COF into a Conducting Quasi-3D Architecture via Interlayer Knitting with Polypyrrole, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI:10.1021/jacs.3c09937
https://doi.org/10.1021/jacs.3c09937