近日，中国科学技术大学环境科学与工程系在电活性COF电子氧化还原跳跃传输机制研究中取得新进展，相关研究成果以“Redox Conductivity in Covalent Organic Frameworks”为题发表于 Journal of the American Chemical Society。

共价有机框架（COF）因具有高比表面积、可调控的孔道结构和高热稳定性等优点，作为一类新兴的功能材料受到了广泛关注，电活性COF更是在能源储存与转换、环境催化与监测等领域展现出巨大的应用潜力。然而，电活性COF电荷传输的微观机制和影响因素尚缺乏系统深入的阐释，严重制约了高性能导电COF的定向设计及其在能源与环境领域的应用。

针对这一机制空缺，本研究以电活性萘二酰亚胺COF薄膜为研究模型，采用传统电化学技术、原位光谱电化学技术等方法，系统探究其电子传输行为。实验结果表明，萘二酰亚胺COF具有两对对称可逆的氧化还原峰以及电位/氧化还原状态依赖的钟形电导曲线，并且在变温实验中电导率表现出热激活行为，为电子氧化还原跳跃传输机制提供了有效证明。基于阳离子依赖的表观电子扩散系数和氧化还原电导率，研究进一步发现电子氧化还原跳跃传输与阳离子扩散紧密耦合。该研究阐明的电子氧化还原跳跃传输机制，为电化学COF的设计以及在能源和环境等领域的应用提供了理论依据与指导。

图 电活性COF电子氧化还原跳跃传输机制示意图

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c03330