含四硫富瓦烯基元的金属-有机框架化合物的合成及性能研究

【作者】 王海英； 崔龙； 陈斌； 左景林；

【机构】 南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室；

【摘要】 具有导电性或者高电荷迁移率的金属-有机框架化合物（MOFs]）除了在气体吸附与分离这些传统领域具有应用价值外,还可能在电池、超级电容、电催化、传感器等领域得以应用,由此成为新型分子材料研究的重点之一[1-3]。四硫富瓦烯（TTF）具有高度共轭的电子离域结构,较强的给电子能力,可作为多样化的构筑基元和电化学活性组分。与金属配位后,引入磁、电等多种功能,增强磁性中心（如金属离子d电子）和导电配体（π电子）之间的耦合,以获取具有协同作用的多功能材料。我们以多吡啶（或者多羧酸等）取代的1-rF配体与过渡金属离子组装合成了结构新颖的金属配合物[4-6]。其中部分MOFs在失去溶剂分子后框架保持不变,形成多孔材料,通过掺杂碘、TCNQ等客体分子研究其导电性的变化。而且框架可以稳定到200℃以上,满足了导电材料应用对温度及稳定性的要求。选择适当的桥联配体如N₃^-、N（CN）₂^-和TCNQ^-等,与金属离子、多吡啶或者羧酸取代的TTF配体共同作用,可以得到一系列三维多孔MOFs。进一步通过控制桥联配体与金属离子的配比可以得到结构不同的MOFs。例如,通过控制桥联配体与Fe（Ⅱ）配体的比例,得到结构不同的两种MOFs。其中一个是首例基于含TTF基元配体具有自旋交叉性质的三维MOFs,该聚合物框架呈正电性,通过掺杂碘分子可明显提高导电性。该类三维MOFs在热、电化学或者光刺激下,自旋状态发生明显变化,说明这是一类新型的多功能电磁响应分子材料。更多还原