Redox-ledande MOF:er

Vi strävar efter att designa redoxledande MOF och att förstå inflytandet av alla bidragande faktorer.

Vårt projekt

Laddningstransport genom MOF har två makroskopiska mekanismer: bandledning och redoxledning. Den första vägen förlitar sig på betydande orbital överlappning (eller elektronisk koppling) mellan de molekylära komponenterna i ramverket, antingen med genomgående bindning eller genom rymden. Den andra vägen sker via redoxhoppning mellan diskreta elektroaktiva platser inklusive redoxaktiva organiska länkar (se Figur 1 ovan), metallo-linkers och öppna metallplatser i de sekundära byggnadsenheterna.

Figur 1. Redoxledning mellan diskreta elektroaktiva länkar. Med tillstånd från J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5910–5920.

Sådana redoxledande MOF:er har många potentiella tillämpningar såsom energilagring och elektrokatalys, men både makroskopiska och mikroskopiska detaljer om den motjonkopplade redoxhoppningsmekanismen är fortfarande oklara. Våra ansträngningar är att designa redoxledande MOF:er (Figur 2) och att förstå inflytandet av alla bidragande faktorer, såsom olika motjoner, lösningsmedel, ramverksarkitektur, ligandfunktionalitet, extern potential, etc.

Figur 2. MOF-designstrategi för att utveckla ett redoxaktivt ramverk med UiO-topologi med protonkänsliga funktioner. Omtryckt med tillstånd från J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5910–5920.

Utvalda referenser

Li, J.; Kumar, A.; Johnson, B.A.; Ott, S. Experimental manifestation of redox-conductivity in metal-organic frameworks and its implication for semiconductor/insulator switching. Nat. Commun. 2023, 14, 4388. https://doi.org/10.1038/s41467-023-40110-6
Kumar, A.; Li, J.; Inge, A. K.; Ott, S. Electrochromism in Isoreticular Metal–Organic Framework Thin Films with Record High Coloration Efficiency. ACS Nano 2023, 17 (21), 21595–21603. https://doi.org/10.1021/acsnano.3c06621
Castner, A. T.; Su, H.; Svensson Grape, E.; Inge, A. K.; Johnson, B. A.; Ahlquist, M. S. G.; Ott, S. Microscopic Insights into Cation-Coupled Electron Hopping Transport in a Metal-Organic Framework. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5910–5920. https://doi.org/10.1021/jacs.1c13377
Johnson, B. A.; Bhunia, A.; Fei, H.; Cohen, S. M.; Ott, S. Development of a UiO-Type Thin Film Electrocatalysis Platform with Redox-Active Linkers. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2985–2994. https://doi.org/10.1021/jacs.7b1307

Samarbetspartners

Mer information kommer.

Kontakt

Om du har några frågor om vår forskning så är du välkommen att kontakta programansvarig professor Sascha Ott.
Sascha Ott