Seneste fremskridt i udviklingen af ​​foto- og elektroaktive hydrogenbundne organiske rammer

HOF'er er en klasse af krystallinske porøse materialer med forudsigelige topologier og afstembare strukturer. De er oprindeligt blevet hindret af relativt svage hydrogenbindingsinteraktioner, da mange HOF'er kollapser ved fjernelse af gæsteopløsningsmiddel. For nylig kan design af konstruktører med store π-konjugerede systemer til at danne intermolekylære formtilpassede π-π-stablingsinteraktioner i høj grad forbedre den termiske stabilitet af HOF'er. Endnu vigtigere er det, at disse HOF'er med store π-konjugerede strukturer kan accelerere elektronoverførsel, når redoxreaktioner opstår på grund af de overlappende steriske orbitale interaktioner.

Disse iboende optoelektroniske egenskaber gør HOF'er til en attraktiv og unik klasse af fotoaktive og elektroaktive porøse materialer til katalyse, sensing og biomedicinske applikationer. Baseret på den formtilpassede π-π-stablingsstrategi er forskellige fotoaktive og elektroaktive HOF'er med fremragende egenskaber blevet konstrueret ved at bruge forskellige ligander indeholdende lysfølsomme eller redoxaktive organiske kerner med hydrogenbindingssteder. Udgivet i Science China Chemistry , denne korte gennemgang opsummerer de seneste fremskridt i udviklingen af ​​optisk og elektroaktive HOF'er, herunder syntetiske metoder og forskellige applikationer.

Udviklingen og anvendelsen af ​​HOF'er er stadig i deres vorden sammenlignet med modne MOF'er og COF'er, så der er stadig mange udfordringer at overvinde og potentielle muligheder for at omfavne HOF'er. For det første mangler HOFs potentiale inden for elektrokatalyse stadig at blive udnyttet.

For det andet, selvom HOF'er viser stort potentiale i heterogen katalyse, er deres morfologier fra nanoskala til mikroskala ikke blevet systematisk undersøgt. Morfologien af ​​MOF-baserede katalysatorer har vist sig at være en vigtig faktor, der påvirker den katalytiske ydeevne. På grund af HOFs løsningsforarbejdelighed og tilpasningsevne er der mange muligheder for at udforske effekten af ​​HOF-morfologi på ydeevne.

For det tredje udvider og forbedrer introduktionen af ​​metalnanopartikler i nanoporerne af HOF'er betydeligt de mulige anvendelser af HOF'er. Imidlertid kan de mulige koordinationsinteraktioner mellem metalioner og hydrogenbindingssteder føre til dannelsen af ​​metalligandkomplekser og påvirke faserenheden af ​​HOF'er. Derfor skal man passe på at undgå denne situation. Som konklusion, selv om HOF'er har vist meget lovende som funktionelle fotoaktive og elektroaktive materialer indtil videre, har dette spændende forskningsområde stadig brug for en masse forskningsarbejde for at realisere sit fulde potentiale. + Udforsk yderligere

Porøse materialer kaster lys over miljørensning