​冯新亮院士团队，8天3篇顶刊！

1、JACS：大赝电容二维共轭金属有机框架阳极

尽管二维共轭金属有机框架(2D c-MOFs)为精确定制电容电极材料提供了理想的平台，但用于非水超级电容器的高电容2D c-MOFs仍有待进一步探索。

这里，德国德累斯顿工业大学冯新亮教授、于明浩研究员和Mingchao Wang等人报道了一种新的基于酞菁的镍-双(二硫烯)(NiS₄)-连接的2D c-MOF(记为Ni₂[CuPcS₈])，其在1m TEABF₄/乙腈中具有突出的赝电容性质。

图1. 材料结构及性能表征

图2. 电化学性能表征

每个NiS₄键可以可逆地容纳两个电子，赋予Ni₂[CuPcS₈]电极两步法拉第反应，在非水电解质中具有报道的2D c-MOFs中的最高比电容(312 F g^-1)和显著的循环稳定性(10，000次循环后93.5%)。多项分析表明，Ni₂[CuPcS₈]独特的电子存储能力源于其在镍-双(二硫烯)键上的局域最低未占据分子轨道(LUMO)，这允许注入的电子在整个共轭键单元中有效地离域，而不引起明显的键应力。Ni₂[CuPcS₈]阳极用于演示一种不对称超级电容器装置，该装置可提供2.3 V的高工作电压、57.4 Wh kg^-1的最大能量密度以及超过5000次循环的超长稳定性。

Largely Pseudocapacitive Two-Dimensional Conjugated Metal–Organic Framework Anodes with Lowest Unoccupied Molecular Orbital Localized in Nickel-bis(dithiolene) Linkages. https://doi.org/10.1021/jacs.2c12684

2、Angew：通过Knoevenagel型缩合模块化合成结构多样的薁嵌入的多环芳烃

近年来，薁嵌入多环芳烃的研究兴趣显著增加，但缺乏有效的合成策略阻碍了对其结构-性质关系的研究和进一步的光电应用。

德国德累斯顿工业大学冯新亮教授等人报道了一种新颖的模块化合成策略，通过串联Suzuki偶联和碱促进的Knoevenagel型缩合，以良好的产率和巨大的结构多样性合成了多种薁嵌入的多环芳烃，包括非交替的富含噻吩的多环芳烃，带有两个薁单元的蝶形或Z形多环芳烃以及第一个双薁嵌入的双[5]螺烯。

图3. X射线晶体学分析

作者通过核磁共振、X射线晶体学分析和紫外/可见吸收光谱，结合密度泛函理论计算，研究了化合物的结构拓扑、芳香性和光物理性质。这种策略为快速合成未开发的非交替多环芳烃甚至具有多个薁单元的石墨烯纳米带提供了新的平台。

Sporrer, Lukas, Zhou, Guojun, Wang, Mingchao, Balos, Vasileios, Revuelta, Sergio, Jastrzembski, Kamil, Löffler, Markus, Petkov, Petko, Heine, Thomas, Kuc, Angieszka, Cánovas, Enrique, Huang, Zhehao, Feng, Xinliang, Dong, Renhao, Modular Synthesis of Structurally Diverse Azulene-embedded Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Knoevenagel-type Condensation Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300186; Angew. Chem. 2023, e202300186. https://doi.org/10.1002/anie.202219091.

3、Angew：具有菱形晶格和高迁移率的近红外带隙半导体2D共轭金属有机框架

二维共轭金属有机框架(2D c-MOFs)是一类独特的电子材料。然而，具有可见-近红外带隙和高载流子迁移率的2D c-MOFs半导体是罕见的。大多数报道的半导体2D c-MOFs是金属的(即无隙的)，这在很大程度上限制了它们在逻辑器件中的应用。

德国德累斯顿工业大学冯新亮教授、董人豪教授（山东大学）、瑞典斯德哥尔摩大学黄哲昊博士、西班牙马德里纳米科学研究所Enrique Cánovas教授、德国亥姆霍兹Dresden-Rossendorf研究中心Angieszka Kuc博士（共同通讯作者）等人设计了一个基于菲并三联苯的D2h对称π延伸配体(OHPTP)，并合成了第一个菱形2D c-MOF单晶(Cu₂(OHPTP))。研究人员利用连续旋转电子衍射（cRED）对Cu₂(OHPTP)的晶体结构进行了解析，在原子尺度上确定了其菱形的拓扑网络结构与AA层堆叠结构。

图4. 材料的合成与表征

图5. Cu₂(OHPTP)粉末的频率依赖真实电导率结果

DFT计算表明，较大π共轭程度的芳香环配体堆叠产生较强的层间π-π相互作用，导致该MOF电子结构中接近费米能级处表现出较强的电子能带分布，同时展现出p型半导体的特性，其间接能带约为0.5 eV。四探针法测得Cu₂(OHPTP)室温电导率达到了0.10 S cm^-1，太赫兹光电导测量得到其载流子迁移率高达10.0 cm² V^-1 s^-1，载流子密度约为5×10¹⁶ cm^-3。该工作通过设计具有较大π共轭程度的D2h对称性芳香环配体，从而实现构建高迁移率的半导体二维共轭MOF。

Sporrer, Lukas, Zhou, Guojun, Wang, Mingchao, Balos, Vasileios, Revuelta, Sergio, Jastrzembski, Kamil, Löffler, Markus, Petkov, Petko, Heine, Thomas, Kuc, Angieszka, Cánovas, Enrique, Huang, Zhehao, Feng, Xinliang, Dong, Renhao, Near IR bandgap semiconducting 2D conjugated metal-organic framework with rhombic lattice and high mobility.  Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300186; Angew. Chem. 2023, e202300186. https://doi.org/10.1002/anie.202300186