Chem. Eur. J. :水诱导iHOF单晶到单晶转变提高质子电导率

  • A+

陕西科技大学曹丽慧课题组报道了一例离子型氢键有机框架(iHOF)材料单晶到单晶的转变过程,研究了溶剂水在单晶转变过程中诱导作用。水分子进入晶体内部后,诱导单晶发生了结构的转变,同时水分子在晶体内部起到了连接功能基团的作用并且丰富了晶体的氢键结构,从而提高晶体的稳定性及质子传输性能。



1
2
03
3

离子型氢键有机框架(Ionic Hydrogen-Bonded Organic Frameworks),简称iHOFs,是由有机酸碱分子构建单元通过非共价氢键相互作用、静电引力等连接而形成的框架材料。由于其内部丰富的氢键作用和通过离子键加强的结构稳定性,在质子传输方面具有广泛的应用前景。


晶体受到外部因素(热量、溶剂和pH值)影响时,发生结构转变并赋予其新的性能。在晶体结晶度没有明显损失情况下发生的结构转变被称为单晶到单晶的转变。由于HOF材料的溶液可加工性及再生性,溶剂诱导转变是常见的转变方式。然而,关于单晶到单晶的转变对质子传输性能影响的研究鲜有报道。


基于上述考虑,陕西科技大学曹丽慧课题组以四(4-磺酸基苯基)乙烯和1,1’-二氨基-4,4’-二联吡啶进行自组装,既可以使用不同的溶剂合成了iHOF-10和iHOF-11,又可以将iHOF-10浸泡到水中后转变为iHOF-11。当测试两种材料在不同温湿度条件下的质子导电性能时,作者发现在低温低湿条件下iHOF-11的质子传导性能明显优于iHOF-10材料。随着温湿度的增加,iHOF-10的质子导电率逐渐接近iHOF-11,这是由于温湿度的增加,水分子进去晶体内并诱导iHOF-10发生单晶到单晶转变为iHOF-11。水分子进入到iHOF-10中,取代了晶体内的客体DMF分子并且参与到晶体氢键结构的形成,提高了结构的稳定性并且提高质子传输性能。利用HOFs材料的刺激响应性,通过单晶到单晶的转变的策略以优化材料的质子传输性能。

文信息

Water-Induced Single-Crystal to Single-Crystal Transformation of Ionic Hydrogen-Bonded Organic Frameworks with Enhanced Proton Conductivity

Xu-Yong Chen, Prof Li-Hui Cao, Yan Yang, Xiang-Tian Bai, Fang Zhao, Xiao-Jie Cao, Ming-Feng Huang, Yi-Da Gao, Dan Yang

论文第一作者为2021级博士研究生陈绪永


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202300028




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0