由含有NH2、OH或SH官能团的共轭有机配体与过渡金属离子形成的共轭配位聚合物材料（Conjugated coordination polymers, CCPs），可以通过金属中心与有机配体之间的d-π电子耦合促进电荷的离域，具有良好的导电性，使其在诸多领域（半导体、超导体、存储、气体吸附、传感等）中具有潜在的应用前景。但是，共轭配位聚合物材料的化学态在科学界仍存在争议，明确其化学态和结构对于准确地厘清相关的结构-性能关系、进一步优化材料的性能具有重要的意义。
近日，我院王成亮教授课题组根据前期的工作基础和文献分析，揭示了CCPs的化学状态和结构，并对理想结构和实际化学态、材料的可控合成、以及电化学反应过程进行了深入探讨，进一步加深了对CCPs的理解。相关成果在线发表于Chem上（DOI: 10.1016/j.chempr.2020.12.007）。
王成亮教授课题组在揭示共轭配位聚合物的化学结构及其在储能电池中的应用方面做了一系列开创性的工作（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 14731；Chem. Commun. 2019, 55, 10856）。例如，利用平面型配体1,2,4,5-苯四胺（BTA）与Ni（II）自组装形成一维链状共轭配位聚合物材料（Ni-BTA），通过元素分析、价键特征、是否存在平衡离子和自由基等的各种表征，确定了Ni-BTA的化学组成和化学态，在此基础上通过控制合成速率获得了高结晶性材料。随后，利用钠离子电池中氧化还原反应引起的化学状态的变化，揭示原始材料化学结构；并结合多种表征手段，例如催化合成、电子顺磁共振(EPR)、扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)等，深入研究循环过程中的材料化学结构的变化，并进一步通过理论计算进行了验证。这些结果加深对Ni-BTA结构的理解，也为进一步揭示另一个CCPs（Ni-TTO, TTO= tetrathiooxalate）的化学结构提供了借鉴。基于此，王成亮教授等人对文献中报道的各种不同的结果进行“剥茧抽丝”，深入分析共轭配位聚合物的化学态，并进一步指出CCPs面临的挑战和前景。
图1. CCPs中M-X4 (X = NH、O和S)次级结构单元可能的化学态
该工作以综述的形式发表在近期的Chem（《Cell》姊妹刊，影响因子：19.73）上。博士后樊坤和博士生张晨阳为该文的共同第一作者，王成亮教授为通讯作者。上述研究工作得到了国家自然科学基金和中国博士后基金等项目的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929420306392
