金属有机框架（MOFs）是一类由金属离子/簇与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶态材料，因其具有高比表面积、可调的孔结构和丰富的活性位点，在吸附、催化、传感和能源存储等领域展现出广阔前景。然而，大多数传统MOFs由于金属与配体轨道重叠较弱、缺乏连续的电荷传输路径，导致其导电性差，严重限制了在电化学领域的应用。为突破这一瓶颈，研究者致力于开发导电MOFs（C-MOFs），通过引入π共轭配体、构建金属-配体电荷转移体系、引入导电客体分子等策略，显著提升其电子、质子或离子传导能力，从而拓展其在超级电容器、燃料电池、电催化、传感和电容去离子等电化学装置中的应用潜力。
我院胡家朋教授团队多年来持续开展功能性MOF材料的研制与应用研究工作，近期，联合同济大学马杰教授团队，结合近几年该方向的研究进展发表展望性论文，论文以“Recent development and electrochemical applications of conductive MOFs with proton, electron, and ion transfer”为题在线发表于Coordination Chemistry Reviews(中科院一区TOP，IF=23.5)。联合培养硕士研究生宋江燕(现为同济大学博士研究生)为论文第一作者，武夷学院胡家朋教授、同济大学李新贵教授和马杰教授为共同通讯作者。
论文深入剖析了C-MOFs中质子、电子和离子传导的微观机制及其耦合效应，明确了“跳跃传输”与“能带传输”在电荷传导中的区别与联系；详细总结了包括氢键辅助质子传输、空间传输、客体传输和键层传输在内的多种传导路径，并结合实例阐释其调控策略；进一步整合了机器学习与密度泛函理论在预测C-MOFs结构-性能关系方面的最新进展，提出了“机制-结构-性能-应用”一体化研究框架；此外，还系统归纳了水热/溶剂热、界面辅助合成、化学气相沉积、液相外延和后合成修饰等多种C-MOFs制备方法，并对其在超级电容器、燃料电池、电化学传感、电催化和电容去离子等领域的典型应用进行了全面评述，为高性能C-MOFs的理性设计与应用拓展提供了重要参考。
图1. C-MOFs的传导机制图2. C-MOFs在不同领域的应用情况