作者:严涛 来源:中国科学报 发布时间:2024/9/10 20:07:45
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研究构筑高导电可加工特性和高孔隙率的传感材料

 

近日,西安交通大学材料科学与工程学院张明明、袁泓晔团队以典型的Ni3(HITP)2(HITP = 2,3,6,7,10,11-己氨基三苯)和二维Zr-BTB MOF (NUS-8)作为研究对象,借助模板辅助生长策略,利用NUS-8的二维特性、溶液可加工性和Ni3(HITP)2的导电性,以及NUS-8和Ni3(HITP)2之间良好的晶格匹配效应,构筑了具有高导电性、优异的溶液可加工特性和高孔隙率的MOF-on-MOF结构(Ni3(HITP)2/NUS-8),并将其应用于超痕量H2S室温检测及柔性传感等领域。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。

研究结果表明,Ni3(HITP)2在NUS-8纳米片的受控外延生长遵循S-K的生长模式;通过控制生长的动力学,得到了分散性优异且具有较高稳定性的Ni3(HITP)2/NUS-8悬浮液的制备,实现了具有可变厚度、取向和大面积Ni3(HITP)2/NUS-8膜及复杂图案的可控制备,并应用于柔性传感。基于Ni3(HITP)2/NUS-8的气体传感器在室温下对超痕量H2S表现出优异的灵敏度(检测极限约为6 ppb)、选择性和稳定性。该工作可能为MOF薄膜及兼具高灵敏度和高选择性MOF基气体传感器的批量化制备提供新的思路。

据了解,设计和创制兼具高灵敏度、高选择性和高稳定性的气敏材料是制备高性能气体传感器的关键。导电金属有机框架(c-MOFs)作为一类新型的导电晶体多孔材料,具有高比表面积、可调的拓扑结构、孔径大小、形状、主客体相互作用、可调带隙和电荷传输等特性,使其在气体传感器等领域具有巨大的应用潜力。

Ni3(HITP)2/NUS-8合成策略示意图及其在多维传感中的应用。(课题组供图)

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相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202410411

 
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