TiO2@ZIFs 金属有机骨架材料的合成及其催化性能研究文献综述

 2021-09-27 00:11:11

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文 献 综 述

1 引言

金属有机骨架(metal-organic frameworks，MOFs)材料是由金属离子和有机配体通过自组装而成的具有多孔结构的特殊晶体材料。由于其种类的多样性、孔道的可调性和结构的易功能化，已在气体的吸附和分离、催化、磁学、生物医学等领域表现出了诱人的应用前景。纳米二氧化钛（TiO2）具有比表面积大、磁性强、吸收性好、表面活性大、导热性好、分散性好等性能。纳米TiO2在光催化领域环境治理方面具有举足轻重的地位，可应用在环保中的各个领域，它在环境污染治理中将日益受到人们的重视，具有广阔的应用前景，因此制备高光催化性能的纳米TiO2，拓展纳米二氧化钛的应用也是学者研究的重点。

2 MOFs材料的类型及其合成

2.1 MOFs材料的类型

随着MOFs材料合成技术的发展，现已合成出大量的MOFs材料。Robson等将MOFs材料按照骨架结构分为三大类：分别是一维链状MOFs二维层状MOFs和三维网状 MOFs这种分类突出的是 MOFs的骨架空间结构，但对MOFs中的重要组分：如金属离子和有机配体没有很好地反映出来，MOFs材料的结构特征不明显。因此，结合 MOFs 材料的组分单元和在合成方面具有突出代表性的研究组又可将MOFs分为以下几大类[2]：（1）网状金属有机骨架材料（isoreticular metal-organic frameworks，IRMOFs）；（2）类沸石咪唑酯骨架材料（zeolitic imidazolate frameworks, ZIFs）；（3）来瓦希尔骨架材料（materials of institute Lavoisier frameworks, MILs)；（4）孔通道式骨架材料（pocket-channel frameworks, PCNs）。

2.2 MOFs材料的合成

常用的MOFs材料合成方法有：（1）水热或溶剂热法，（2）扩散法[4]，（3）微波法以及（4）离子热法等。

2.3 MOFs材料的催化剂反应

近些年来，MOFs材料由于其多孔性、孔道易调、易功能化等特性在催化领域越来越受到重视，人们利用MOFs材料中金属的不饱和配位点具有催化活性，可以在 MOFs骨架上引入具有催化活性的有机配体以及利用MOFs的孔道或表面可负载具有催化活性的分子等特性将MOFs应用在催化领域。通常上述过程可以通过以下途径来实现：直接合成具有活性位的MOFs；合成后修饰法；还有以MOFs材料为基体，采用浸渍、沉降或吸附等方法将催化活性位引入到MOFs材料中，通过这些方法制得的MOFs材料对很多化学反应起到催化作用。

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