目前,尚無氫鍵有機框架化合物(HOFs)應用于電致變色的研究報道。然而,HOFs應用于該領域具有獨特的優(yōu)勢:首先,HOFs材料無需引入額外的基團(例如引入官能團進行配位、聚合等),僅由變色的基元通過氫鍵自組裝便可以成功制備,具有原子經(jīng)濟的特點。其次,HOFs材料易于回收和重新制備。此外,HOFs材料表面存在著大量未成對的氫鍵給體和供體,如羧酸、氨基等,為HOFs材料的后修飾和改性提供了可能。
中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室曹榮課題組和劉天賦課題組合作,利用電泳法快速、便捷地制備了一種具有長循環(huán)壽命、可逆電致變色性能的氫鍵有機框架薄膜。進一步把具有氧化還原活性的Fe離子修飾在顆粒表面及內(nèi)部缺陷中殘留的羧酸基團上,可以實現(xiàn)材料更豐富的顏色變化。此外,材料可以通過簡單的淋洗-重結(jié)晶-重新電泳的方法再生。值得一提的是,為了進一步證明HOFs薄膜的實用性,該研究團隊將制備的薄膜組裝成器件,其表現(xiàn)出與薄膜相似的電致變色行為。
該研究為HOFs的成膜以及器件制備提供了一個可行的思路,同時也開辟了HOF材料應用于電致變色的研究實例。相關成果以“An Electrochromic Hydrogen-Bonded Organic Framework Film”為題發(fā)表在AngewandteChemie International Edition雜志上。
此前,曹榮及劉天賦研究團隊在HOF材料的設計以及成膜方面也取得了其它重要進展。如:Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 7691–7696; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 15, 7218–7224,ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 26, 29854–29860 等。
文章鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202006926(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 22392–22396)
參考資料:
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