Eine allgemeine Strategie zur Synthese von nanostrukturierten leitfähigen MOFs aus isolierenden MOF‐Vorläufern für Superkondensatoren und chemiresistive Sensoren

Abstract

AbstractZweidimensionale konjugierte metallorganische Gerüstverbindungen (2D c‐MOFs) entwickeln sich zu einer einzigartigen Unterklasse von geschichteten kristallinen Koordinationspolymeren, die gleichzeitig Porosität und elektrische Leitfähigkeit besitzen und ein breites Anwendungspotenzial in Energiespeicherung und elektronischen Geräten haben. Um die intrinsischen elektronischen Eigenschaften und strukturellen Besonderheiten von 2D c‐MOFs optimal nutzen zu können, ist die kontrollierte Synthese von hierarchisch nanostrukturierten 2D c‐MOFs mit hoher Kristallinität und maßgeschneiderten Morphologien unerlässlich, was eine große Herausforderung darstellt. In diesem Artikel stellen wir eine Template‐Strategie zur Synthese einer Bibliothek von 2D c‐MOFs mit kontrollierten Morphologien und Dimensionen über eine Transformation von isolierenden MOFs zu c‐MOFs vor. Die daraus resultierenden hierarchisch nanostrukturierten 2D c‐MOFs weisen höhere intrinsische elektrische Leitfähigkeiten und größere Oberflächen als die literaturbeschriebenen 2D c‐MOFs auf, was für einen verbesserten Zugang zu aktiven Seiten und einen verbesserten Massentransport von Vorteil ist. Als Proof‐of‐Concept‐Anwendungen zeigen die hierarchisch nanostrukturierten 2D c‐MOFs eine überlegene Leistung für Anwendungen welche auf ihren elektrischen Eigenschaften basieren (hohle Cu‐BHT‐Nanowürfel‐basierte Superkondensatoren und Cu‐HHB Nanoblumen‐basierte chemiresistive Gassensoren). Diese erreichen eine Verbesserung der spezifischen Kapazität und der Ansprechintensität von über 225 % bzw. 250 % gegenüber den entsprechenden durch Bulk‐Synthese erhaltenen c‐MOFs.