导电MOF材料(c-MOF, Conductive MOF, MOF金属有机框架材料)具有的导电性和多孔性使得导电MOF材料是具有前景的传感材料。但是,制备和控制导电c-MOF薄膜的形貌、厚度、取向仍然是需要克服的困难与挑战。
有鉴于此,西安交通大学袁泓晔教授、武汉大学肖淞副教授等报道发展了创新型的模板辅助构筑MOF-on-MOF材料,Ni3(HITP)2/NUS-8,其中HITP= 2,3,6,7,10,11-六氨基三(对苯撑)(2,3,6,7,10,11-hexamino-tri(p-phenylene)),得到优异的导电性、多孔性、溶液处理性。
本文要点
(1)
通过借鉴了NUS-8的二维结构性质和能够溶液处理的优势,能够实现在NUS-8纳米片上进行Ni3(HITP)2自组装,得到的Ni3(HITP)2/NUS-8实现了室温1.55×10-3 S cm-1导电率。
由于Ni3(HITP)2/NUS-8具有优异的溶液处理能力,从而能够应用于制备大面积薄膜或者打印均匀的图案。
(2)
制备的Ni3(HITP)2/NUS-8材料体系具有检测手指弯曲的功能,基于Ni3(HITP)2/NUS-8构筑气体传感器实现了~6 ppb的检测限,优异的H2S选择性。这种优异的选择性来自于Ni3(HITP)2和NUS-8之间的耦合,以及能够与H2S之间发生氧化还原反应。
这种策略不仅打开了MOF多层材料在产生连续多功能的应用前景,这种多功能是单层材料无法达到的效果。此外,这种策略为MOF在小型装置的大规模集成传感器应用具有前景。
参考文献
Xuanhao Wu, Xin Tian, Wanglin Zhang, Xiaoyan Peng, Siyuan Zhou, Pio John S. Buenconsejo, Yi Li, Song Xiao, Jifang Tao, Mingming Zhang, Hongye Yuan, Solution-Processable MOF-on-MOF System Constructed via Template-Assisted Growth for Ultratrace H2S Detection, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202410411
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202410411