Small Structures:碘化亚铜配位聚合物空间结构的调控与电学及光热性能研究

原创署名:SSTR

碘化亚铜簇基配位聚合物(CuI-CPs)是由金属或金属簇和有机配体作为构筑单元,在一定条件下自组装形成在一维、二维或三维的空间中无限延伸的网络结构。选择具有多种配位形式的金属离子或多核型的金属簇,设计具有不等配位点的配体等策略可以构建具有不同空间拓扑结构的CPs。而具有d10电子构型的亚铜离子的配位易受到电子云的限制以及空间位阻的影响,与配位能力强的碘离子形成两个或多个亚铜中心的多核簇结构。因此,选择合适的配体,构筑不同的碘化亚铜簇,可以组装得到具有多样空间拓扑CuI-CPs,也为CuI-CPs带来了各种有趣的性质,如发光,导电以及催化等。然而,利用相同的分子砌块构筑不同结构的CPs是有趣却罕见的,在此基础上研究其性质的差异,可以更好地理解结构-性质的关系,从而为面向应用设计功能化的CPs提供参考。

云南大学郑立炎教授课题组近日在Small Structures上报道了一种通过设计具有不对等配位点的配体,诱导碘化亚铜形成[Cu2I2]菱形双核簇构筑单元,调控金属簇与配体的比例得到了三种具有不同维度的新型CPs——α-、β- 和γ-CuI-DPA,分别具有一维、二维和三维的网络结构。并且,三种结构在一定条件下可以发生相互转换。研究表明,γ-CuI-DPA具有较高的电导率(~10-6 S m-1)以及近红外光热转换能力(η808 nm ≈ 23%)。单晶结构分析结果表明,三维的γ-CuI-DPA的结构具有独特金属卤化物链状结构,提供了更有效的电荷输运路径。此外,更强的π-π堆积导致了γ-CuI-DPA吸收光谱红移,促进了非辐射迁移从而有利于光热转换。这些研究结果为研究和理解CPs结构与性质的关系提供了基础,也为开发新型光热转换CPs或导电CPs提供了新的思路。

图 1. 以相同的反应物CuI和DPA为基础构筑的1D α-CuI-DPA、2D β-CuI-DPA和3D γ-CuI-DPA之间的相互转化。不同的空间拓扑结构导致了不同的性质。其中,3D γ-CuI-DPA具有最好的电导率和光热转换效率。

论文信息:

Various Dimensional CuI–DPA Coordination Polymers Based on the Same Components for Different Electronic and Photothermal Properties

Hong-Chuan Fan, Xin Xia, Yan-Bo Zeng, Qiu-Feng Wang, Dan Chen, Shi-Chun Qin, Chun-Qiong Wang, Qiu-E Cao, Li-Yan Zheng*

Small Structures

DOI: 10.1002/sstr.202200030

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sstr.202200030