既透明又导电的金属有机框架(MOFs)薄膜,你见过吗?

科技工作者之家 2019-05-23

来源:中国科学杂志社

浙江大学彭新生教授课题组在Science China Materials上发表研究论文,报道了一种将高导电性PEDOT:PSS引入透明金属有机骨架ZIF-8薄膜中并成功合成具有高导电性、高透光性的PEDOT:PSS@ZIF-8 (PPZ)金属有机骨架复合薄膜的有效方法。

金属有机框架物(MOFs)是一类新型多孔晶体材料,因具有许多优异性质近年来已成为研究热点之一。然而,将MOFs应用于光电催化装置中的透明电极面临着巨大的挑战,因为虽然其具有高孔隙率和高比表面积但绝大多数的MOFs是透光性差导电率低。此外,大多数MOFs合成后都是粉末状的,在薄膜器件中应用时需额外添加粘结剂或利用其他较复杂的方法才能制成薄膜。因此,制备连续完整且具有良好导电性和透光性的MOFs薄膜就显得尤为重要。

近期,浙江大学材料科学与工程学院彭新生教授课题组针对这一问题,利用室温受限转换法将导电聚合物PEDOT:PSS引入透明MOFsZIF-8)薄膜中,成功获得具有高导电性、高透光性的PEDOT:PSS@ZIF-8 (PPZ)复合薄膜(图1),为其应用于透明导电器件提供了可能。相关研究成果以“Highly conductive and transparent metal-organic frameworks thin film”为题在Science China Materials上发表,该论文的第一作者是浙江大学材料材料科学与工程学院博士研究生李卓异。   

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1  PEDOT:PSS@ZIF-8薄膜的合成示意图

该工作制备的PEDOT:PSS@ZIF-8薄膜兼具PEDOT:PSSZIF-8的优异特性,同时表现出了良好的导电性和透光性并且保持了较高的比表面积;此外,还利用二甲亚砜(DMSO)对PEDOT:PSS@ZIF-8薄膜进行了后处理,使其导电性和透光性有了进一步地提升(图2)。处理后薄膜最高电导率可达57.03 S cm−1,相对于近乎绝缘的ZIF-8薄膜而言,电导率有了极大提高。

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2  DMSO处理前后PEDOT:PSS@ZIF-8薄膜的导电率和透光率

兼具高导电性、高透光率和较高比表面积的PEDOT:PSS@ZIF-8薄膜的成功制备拓宽了MOFs的应用领域,也为制备透明导电MOFs材料提供了新的思路。

更多详情请阅原文:

Highly conductive and transparent metal-organic frameworks thin film

https://doi.org/10.1007/s40843-019-9432-y


来源:scichina1950 中国科学杂志社

原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzQ5MzQyNA==&mid=2656799635&idx=1&sn=8db32265cd70f88969a1a5ebc03a5404&chksm=84a1154cb3d69c5a3ac4bb1520aa6f069c2eb09077c71ff40edf5d1a3b133f5a342218414c59&scene=27#wechat_redirect

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