热电金属有机框架和共价有机框架材料的研究进展
徐骉
张皖佳
周子航
陆晓庆
李娇
潘桂龙
娄悦
南京理工大学化学与化工学院,江苏南京 210094
摘要：[目的]总结MOFs、COFs在热电应用方面的研究成果,探讨MOFs、COFs改性和热电性能优化方法,有助于金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)、共价有机框架(covalent organic frameworks,COFs)及其复合材料的热电性能的研究.[研究现状]优化材料热电性能的主要方法,一是通过调控金属离子和配体官能团的类型、引入具有氧化还原活性或本质导电性的客体分子,优化MOFs材料的塞贝克系数和电导率,并通过增加散射中心来减小热导率;二是通过调整共价键和连接分子创建不同的电子特性以及化学掺杂,形成电荷转移复合材料,从而改善COFs的导电性能.[结论与展望]优化决定材料热电性能的热电优值的基本方法是在塞贝克系数、电导率和热导率3个参数之间进行权衡,增大塞贝克系数通常能够提升热电优值,但可能会导致电导率减小,而增大电导率则可能使得塞贝克系数减小或热导率增大.提出未来的研究须针对MOFs电子与声子输运机制进行计算与分析,为金属离子和有机连接体的合理选择提供依据;且将理论研究与实验设计相结合,通过精确的分子设计制备周期性长、缺陷少、取向好的COFs,促进质量输运和电荷转移,从而不断提高COFs的热电性能;研发应基于MOFs和COFs的柔性热电器件并实现在热电领域广泛应用.
关键词：热电性能金属有机框架材料共价有机框架材料材料设计
分类号：TB383(工程材料学)O642.3(物理化学（理论化学）、化学物理学)TB44(工业通用技术与设备)
资助基金：国家自然科学基金(22375093)
论文发表日期：2025-02-24
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 61-73 )
英文信息