【二维导电MOF】：金属-有机骨架的亚金属化合物调控间层间距实现可控介电特性

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摘要：
山东大学曾志辉&刘久荣&吴娜老师等和天津大学赵美廷老师等报道的本篇文章中（Sci. Adv.10, eadl6498）指出设计功能性、导电的金属-有机骨架（cMOF）是非常需要的，提出了通过调节不同金属离子比例来精细调节二维框架的间层间距，从而实现可控的介电特性。作者构建了一系列具有(ZnxCu3-x)(六羟基三苯基)2 (ZnCu-HHTP)结构的双金属有机骨架，通过调整Zn和Cu金属离子的比例来实现间层间距的精细调节。研究发现，Zn3Cu1-HHTP表现出优异的介电特性，在吉兆赫范围内实现了高效的微波吸收，获得了-81.62分贝的超强反射损耗。该研究不仅推动了人们对cMOFs微观结构-功能关系的理解，还提供了一个通用的纳米技术方法，用于实现MOFs的可控间层间距，以应用于目标领域。

研究背景：
1）MOFs的低电导率限制了其在电磁波吸收领域的应用，目前的解决方案主要是通过碳化处理或与导电材料结合来提高MOFs的电导率
2）本文通过调节金属离子比例，精细调节cMOFs的间层间距，实现了电子带结构和介电性质的可控性提升。

实验部分：
1）合成方法：采用水热法合成ZnCu-HHTP，通过调整Zn和Cu的比例合成不同配比的cMOFs；
2）实验结果：Zn3Cu1-HHTP展示出最优异的介电特性和微波吸收性能，达到了超强反射损耗；
3）突破性结果：通过金属取代策略，实现了对cMOFs介电性质的精细调节，获得了优异的电磁波吸收性能。

分析测试：
1）XAFS分析：通过XAFS研究Cu和Zn的本地结构，发现Zn3Cu1-HHTP的局部结构与Cu-HHTP和Zn-HHTP类似；
2）DFT计算：DFT计算显示Zn3Cu1-HHTP具有优异的电子带结构，可调控的带隙；
3）Dielectric测试：Zn3Cu1-HHTP表现出优异的介电特性，可通过调节金属离子比例进行精细调节；
4）EMW吸收性能：Zn3Cu1-HHTP展示出优异的EMW吸收性能，具有极高的反射损耗和宽广的有效吸收带宽。

总结：
1）作者成功通过金属离子比例调控实现了cMOFs的精细调节，提高了介电性能和EMW吸收性能；
2）Zn3Cu1-HHTP表现出优异的性能，具有潜在的应用前景；
3）未来工作可进一步探索不同金属组合对介电性能和EMW吸收性能的影响，以拓展应用领域。

展望：
1）可以进一步扩大样品组合范围，探索更多金属离子对介电性能的影响
2）未来可以深入探讨cMOF的微观结构与性能之间的关系，进一步优化材料性能

Metal-organic frameworks with fine-tuned interlayer spacing for microwave absorption
文章作者：Xue Zhang, Xuelei Tian, Na Wu*, Shanyu Zhao, Yutian Qin, Fei Pan, Shengying Yue, Xinyu Ma, Jing Qiao, Wei Xu, Wei Liu, Jiurong Liu*, Meiting Zhao*, Kostya (Ken) Ostrikov, Zhihui Zeng
DOI：10.1126/sciadv.adl6498
文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl6498