提高共价有机框架(COF)的电子传导性和结构稳健性至关重要。
在这里,印度科学教育与研究学院Ramanathan Vaidhyanathan将2D COF与聚吡咯(Ppy)链共价交联,形成准3D COF。
文章要点
1)3D COF在SAED图案中显示出明确的反射,明显索引到其建模的晶体结构。这种具有共轭聚吡咯单元的2D COF层的编织将电子电导率从10−9 S m−1提高到10−2 S m−1。
2)3D COF中费米能级附近的态密度的存在证实了这种电导率的提高,并且相对于母体2D吡咯功能化COF,这将COF的价带最大值提高了0.52 eV。HOMO升高的程度表明主要存在极化子态(自由基阳离子),从而产生强烈的EPR信号,很可能源自交联聚吡咯链。
3)用COF20-Ppy设计的超级电容器记录了377.6 mF cm−2的高面积电容,高于负载非共价连接的聚吡咯链的COF的电容。因此,聚吡咯充当跨层的“共轭桥”,降低带隙并提供极化子和额外的传导路径。这标志着将许多2D COF转换为高度有序且导电的3D COF的一种影响深远的方法。
参考文献
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