材料科学中的金属有机骨架材料研究现状

金属有机骨架材料的研究与应用金属有机骨架材料，又称为金属有机框架材料(MOFs)，是一种新型的材料。

该材料通常由金属离子和有机配体组成，具有良好的孔隙结构、高度可控性以及多样的化学和物理性质。

这些特性赋予该材料在气体吸附、分离、储存等领域应用广泛的潜力。

近年来，金属有机骨架材料已经成为材料科学的研究热点。

许多研究人员已经对这种材料进行了广泛的研究，并在吸附、催化、分离、以及生物医学等领域得到了成功应用。

一、研究历程金属有机骨架材料的起源可以追溯到20世纪60年代。

当时，人们开始研究属于金属有机骨架材料的某些化合物。

但是，由于其结构复杂，制备方法困难，这种材料在当时并未得到广泛的应用。

直到21世纪初，随着新型软硬模板合成法的引入，该材料的制备方法得到了显著的改进。

同时，人们也开始认识到该材料的独特性质。

这些进展促进了金属有机骨架材料的快速发展，并在许多领域得到了应用。

二、制备方法制备金属有机骨架材料的方法多种多样。

常用的方法包括：水热法、溶剂热法、旋转挥发法、微波法、动态湿度控制法等。

不同的方法对于材料的结构、孔隙大小、配位方式、晶体形态等方面都有一定的影响。

因此，在选择制备方法时，需要根据应用的需求来选择最合适的方法。

三、应用领域金属有机骨架材料的应用领域不断拓展。

目前已经应用于气体储存、分离、传感、催化以及光催化等领域。

以下从几个主要方面进行介绍。

1.气体吸附和储存金属有机骨架材料通常具有高度可调的孔隙结构。

这种结构使其具有良好的气体吸附能力，可以用于储存和分离气体。

例如，MOFs可以用于储存丙烷、氢气、甲烷等。

2.化学催化金属有机骨架材料也可以用于催化反应。

根据材料的不同性质和应用领域的需求，可以制备具有多种催化性质的MOFs。

例如，MOFs可以催化葡萄糖的转化，可以催化芳烃的氧化反应等。

3.生物医学金属有机骨架材料在生物医学方面也有广泛的应用。

例如，MOFs可以用于药物传递和光动力治疗等。

材料科学中的金属有机骨架材料材料科学是一门涉及多个学科的交叉学科，而金属有机骨架材料（MOFs）则是在其发展过程中逐渐崭露头角的一种新型材料。

今天，我们就来一起了解一下这种材料的特点、应用及未来发展。

一、金属有机骨架材料的特性金属有机骨架材料是由金属离子和有机配体构成的三维网状结构材料，具有以下特性：1. 大孔径、高比表面积由于其三维网状结构，在其内部具有相对较大的孔隙。

同时，其高比表面积使其能够承载更多的催化剂、吸附剂等分子物质。

2. 可调控性强金属有机骨架材料的具体结构可以通过改变有机配体的结构或金属离子的种类来实现调控。

这种可调控性强的特性，使得它在材料科学中得到了广泛应用。

3. 应用广泛金属有机骨架材料在气体吸附、催化剂、传感器等领域中都有广泛的应用，使其成为了材料科学领域的重要研究对象。

二、金属有机骨架材料的应用1. 气体吸附金属有机骨架材料具有大孔径和高比表面积的特点，能够承载更多的分子物质。

这就使得它在气体吸附领域中得到了广泛的应用。

例如，在减排技术中，金属有机骨架材料可以吸附二氧化碳等有害气体，从而减少大气污染。

2. 催化剂金属有机骨架材料的结构可以通过调节其结构来实现对催化反应的调控。

同时，其表面的高比表面积使得其能够承载更多的催化剂，从而使得催化反应的效率得到提高。

例如，在有机合成中，金属有机骨架材料可作为催化剂，可以有效地催化反应，提高反应效率。

3. 传感器金属有机骨架材料具有可调控性强、表面大等特点，使得其在传感器领域中也有广泛的应用。

例如，在生物医学领域中，金属有机骨架材料可以作为生物传感器，检测人体内有害物质，从而起到保护人体健康的作用。

三、金属有机骨架材料的未来发展随着金属有机骨架材料应用范围的不断拓宽，人们对其未来的发展也越来越关注。

未来，在金属有机骨架材料的发展中，主要有以下这些方面：1. 多层金属有机骨架材料目前大多数的金属有机骨架材料都是单层的，而多层的金属有机骨架材料则可以在其内部形成更为复杂的内部空间，从而提高其应用的性能和效率。

科学技术S cience and technology 金属有机骨架化合物(MOs)的研究进展陈文亮（淄博高新区精细化工和高分子材料研究院，山东 淄博 255000）摘 要: 随着社会的不断发展，国民经济也在不断增长，人们的生活水平也得到了提高。

但是同时高消耗高污染的资源使用也对当前生态环境造成了严重的破坏，让有限资源变得越来越稀少。

因此，需要提高人们的环保意识，开发可以循环利用的清洁能源，既能够推动经济增长，又可以维护生态平衡，实现可持续发展。

近年来通过不断研究发现了金属有机骨架化合物MOFs，是由处于过渡期的金属离子和氮元素或氧元素有机配位形成。

研制出的新型金属有机骨架化合物MOFs不仅尺寸小，可以实现纳米级，而且由于其他独特的规律性的骨架孔道结构也让这种材料具备了大比表面积、孔隙率高、固体密度小等常规材料所不具备的优势。

MOFs被广泛应用在工业的吸附、催化等方面，并取得了显著的成绩，是我国工业可持续发展的重要组成部分。

本文将从金属有机骨架化合物（MOFs)的合成方法出发，详细论述了当前MOFs合成的常用方法，其次着重探索了MOFs在吸水、气体储存等方面的应用和独特价值，分析了目前MOFs在发展和应用中存在的困难，并对其发展前景进行了展望，进而推动金属有机骨架化合物MOFs的研究和推广，实现绿色工业发展，促进经济可持续发展。

关键词: MOFs；合成方法；应用中图分类号： O641.4 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）09-0079-2金属有机骨架化合物，即MOFs,是由金属元素与桥梁的有机配体在配位键的作用下组装合成的一种新型组合材料。

MOFs 是一类具有规律性网络结构的晶态多孔材料，可以与不同金属和配体组合成化合物，根据不同需求设计出相应的空间结构。

基于MOFs材料独特的骨架分子结构，导致其具备了其他传统材料所缺乏的优势，例如可塑性、多孔、大比表面积等特点[1]。

MOFs的研究为当前科技发展提供了诸多便利，实验结果表明，MOFs在气体储存、催化、药物释放等方面都发挥着重要作用，与其他材料相比，效果更佳显著。

金属有机骨架材料新型功能材料的前景金属有机骨架材料（MOFs）是一类由金属离子或金属簇与有机配体构成的晶体结构，具有大孔隙、可调控结构和多功能性等特点。

近年来，随着MOFs的发展和探索，它们已成为材料科学领域的研究热点，并被广泛应用于催化、气体吸附、药物传递以及能源存储等领域。

本文将探讨MOFs的前景以及其在新型功能材料中的应用。

一、MOFs在催化领域的应用MOFs具有高度可调控的结构，能够通过合成方法调整其晶体结构和孔径大小，进而调控其吸附性能和催化活性。

因此，MOFs在催化领域具有广阔的应用前景。

例如，将MOFs作为催化剂用于有机反应，可以提高反应产率和选择性。

此外，MOFs还可以作为光催化剂，利用其特殊的结构和光吸收能力，在光催化降解有机污染物和水分解等方面具有巨大潜力。

二、MOFs在气体吸附与存储领域的应用MOFs由于其大孔隙结构和高比表面积，可以吸附并存储气体分子。

这使得MOFs在气体分离和储氢等领域有重要的应用价值。

例如，MOFs可以用于二氧化碳捕获和储存，从而帮助减缓气候变化。

此外，MOFs还可以用于气体分离和富集，提高工业生产中气体的纯度和回收利用效率。

三、MOFs在药物传递领域的应用MOFs具有多孔结构和可调控的孔径大小，能够用于药物的载体和传递系统。

MOFs可以将药物吸附在其孔道内，并通过控制释放速率实现药物的缓慢释放，提高药物的疗效和降低毒副作用。

因此，MOFs在药物传递领域有着广泛的应用前景，可以用于癌症治疗、基因传递和药物传递等方面。

四、MOFs在能源领域的应用MOFs由于其多孔性和高度可调控的结构，能够用于能源存储和转化。

例如，MOFs可以作为电池材料的正极、负极或电解质，用于储能和电池应用。

此外，MOFs还可以用于储氢材料和催化剂，用于提高氢能的存储和转化效率。

因此，MOFs在能源领域具有巨大的应用潜力。

总结起来，金属有机骨架材料（MOFs）作为一类新型功能材料，在催化、气体吸附与存储、药物传递以及能源领域等方面具有广泛的应用前景。

《化学文献课程报告》金属-有机骨架化合物南京大学化学化工学院09级化学系091190115张峣摘 要：金属有机骨架化合物（(Metal-Organic Frameworks, MOFs）被称为第三代的多孔晶态材料，一般是指由刚性或半刚性有机配体与金属离子或者金属氧簇，通过共价键或离子-共价键自组装过程形成的具有周期性网络结构的晶体材料。

金属-有机骨架化合物不仅在孔道结构上与无机分子筛材料相似，而且在小分子物质的吸附、分离上也可与传统无机分子筛相媲美，有些化合物的吸附、分离能力甚至超过了传统的无机分子筛材料。

这类聚合物材料比表面积和孔道结构比分子筛更大，而且骨架结构中的有机部分使得它可以实现半定向设计合成，同时还可以具有独特的光、电、磁等多功能性质。

因此，近年来金属有机骨架化合物的设计合成、结构及性能作为跨学科的研究热点之一研究迅速发展起来。

因为金属有机骨架化合物具有独特的可设计，可裁剪，可调控性，近十几年来许多研究小组已把注意转移到金属有机骨架化合物的合成上来。

本文主要对金属有机骨架化合物做一个简单的介绍，使读者可以对金属有机骨架化合物有初步的了解。

Abstract: Metal-organic frameworks (MOFs), as the third generation of crystalline porous materials, usually means a kind of crystalline materials with period structures constructed from rigid or half-rigid organic ligands and metal ions or metal clusters by coordination bonds through a self-assembly process. Metal-organic frameworks possess not only porous phase similar to inorganic zeolites but also better performance in sorption and separation of small molecular than traditional zeolites. MOFs have bigger surface areas and porous structures than the zeolites，which can be partly targeted synthesized due to their organic component part, meanwhile with unique multifunctional properties in optic, electric, and magnetic fields. Therefore, the design, structures and properties of MOFs develop rapidly as an interdisciplinary hot field recently. Due to their unique designable and adjustable, in last decades many research groups have focused on the synthesis of MOFs. This context mainly gives a brief introduction on MOFs to provide preliminary acknowledge of MOFs to people.关键词：金属-有机骨架化合物 配位化学 分子筛 气体储存 气体吸附 非线性光学材料 催化剂 晶体材料合成115 张峣金属-有机骨架化合物1.简介金属-有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks ，MOFs ）是指桥联多齿（刚性或半刚性）有机配体和金属离子之间通过配位键自组装形成周期性的一维，二维或三维网络结构的晶体材料，又称为金属-有机配位聚合物[1]。

金属有机框架材料,进展金属有机框架物简介金属-有机框架化合物简介金属-有机框架化合物(Metal-Organic Frameworks，MOFs)通常是指以有机配体为连接体(linkers)和以金属离子或簇为节点(nodes)，通过配位键组装形成的具有周期性结构的配位化合物。

由于MOFs材料在荧光、催化、气体吸附与分离、质子导体、药物运输等方面具有潜在的应用价值，近十几年来，发展非常迅速，大量结构新颖的MOFs被不断的设计合成出来。

随着现代配位化学和晶体工程的发展，MOFs之间的键合作用已经不再仅局限于配位键作用，还囊括了其他作用力，比如:氢键作用，范德华力，芳香环之间的π-π作用等。

这些丰富的作用力使得MOFs 结构和功能更加多元化、复杂化。

近几年来，计算机技术和仿真技术被应用到MOFs的研究中，在它们的帮助下，越来越多的新型MOFs材料不断的被合成出来。

与传统的多孔材料相比，MOFs材料的优势在于结构和功能的可设计性和调控性。

在理想情况下，通过合理设计配体和选择金属离子构筑的次级构建单元(SBUs)，就可以合成目标结构和功能的MOFs。

虽然，目前每年有很多结构新颖性能特别的MOFs被合成报道，然而，在很多情况下，看似合理的设计，却很难实现。

这与MOFs的自主装过程有关。

在MOFs的合成过程中，除了配体和金属离子的影响外，还有其他的影响因素，比如:反应温度、溶剂、pH值、压力、配体和金属盐的比例与浓度等，每一个反应条件的改变，都有可能影响MOFs的自主装过程，从而影响MOFs的结构，进而可能影响MOFs的性能。

总之，在通常情况下，根据金属离子构筑的SBUs和有机配体的几何构型可以预测MOFs最终的框架结构。

例如:平面方格结构可以通过4-连接平面构型SBU和直线型2-连接配体形成，如:MOF-118;类金刚石结构则可以通过四面体构型的4-连接SBU和直线型2-连接配体形成;立方结构框架则可以通过6-连接的SBU和直线型2-连接配体形成，如:MOF-5;Td八面体结构可以通过3-连接配体和轮桨状的4-连接SBU构筑，如:HKUST-1 (Figure1.1)。

金属有机骨架材料的稳定性研究随着科学技术的不断发展，材料科学领域也取得了较大的突破。

金属有机骨架材料（MOFs）作为一种新兴的晶态材料，具有高度可调性和多功能性的特点，在能源储存、催化反应、分离纯化等领域有着广泛的应用前景。

然而，由于其结构的不稳定性，MOFs的实际应用受到了一定的限制。

因此，研究金属有机骨架材料的稳定性显得尤为重要。

一、MOFs的结构与稳定性金属有机骨架材料是由金属离子与有机配体通过配位键连接而成的晶态材料。

其结构特点决定了其在催化和吸附等应用中的独特性能。

然而，由于配体的易解离性以及构建所使用的金属离子的稳定性等因素，MOFs的稳定性并不理想。

二、稳定性影响因素及控制方法（一）配体选择与设计通过合理选择配体，并进行合适的设计，可以提高金属有机骨架材料的稳定性。

一方面，可通过选择具有较强配位能力和较低解离性的有机配体，限制配位键的解离，从而增强材料的稳定性。

另一方面，则是通过合理设计配体的拓扑结构，减少骨架的动力学不稳定性。

（二）金属选择与修饰金属离子作为MOFs结构的重要组成部分，对其稳定性具有重要影响。

选择稳定性较好的金属离子进行构建能够提高MOFs的稳定性。

此外，还可以通过对金属离子进行修饰，如引入一些稳定性较高的配体与金属离子形成较强的配位键，从而增强材料的稳定性。

（三）功能化修饰将MOFs材料进行功能化修饰，不仅可以提高其化学稳定性，还能赋予其特定的性能。

例如，通过在MOFs骨架上引入功能杂原子，可以增强骨架的稳定性，并拓展其在各个领域的应用。

三、稳定性评价与预测方法（一）Thermodynamic Stability通过热力学稳定性评价方法，可以评估MOFs在常温和高温下的稳定性。

其中包括研究MOFs在不同温度下的热稳定性以及其在各种环境条件下的分解情况。

（二）Kinetic Stability动力学稳定性评价方法主要关注MOFs在不同条件下的降解速率。

通过控制温度，氧气浓度以及其他外界条件，研究MOFs的降解速率，以评估其动力学稳定性。

金属有机骨架为壳的核壳结构材料研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展，新型材料的研究与应用日益受到人们的关注。

在众多材料中，金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）以其独特的结构和性质，尤其在核壳结构材料领域的应用，展现出巨大的潜力和价值。

本文旨在综述金属有机骨架为壳的核壳结构材料的研究进展，探讨其合成方法、性能优化以及潜在应用前景。

我们将对金属有机骨架材料进行简要介绍，包括其结构特点、合成原理以及在核壳结构中的应用优势。

随后，我们将重点论述核壳结构材料的合成方法，包括模板法、自组装法等多种方法，并分析其优缺点。

在此基础上，我们将进一步探讨如何通过调控金属有机骨架壳层的结构和性质，优化核壳结构材料的整体性能。

我们还将关注金属有机骨架为壳的核壳结构材料在催化、气体分离与存储、药物传输等领域的应用前景，分析其在不同领域中的优势与挑战。

我们将总结当前研究的不足之处，并展望未来的研究方向，以期为未来金属有机骨架为壳的核壳结构材料的研究与应用提供有益的参考。

二、金属有机骨架为壳的核壳结构材料的合成方法金属有机骨架（MOFs）为壳的核壳结构材料因其独特的物理和化学性质，近年来在多个领域引起了广泛关注。

合成这种核壳结构的关键在于实现MOFs在选定核心上的均匀且可控的生长。

原位生长法：这是最直接且常用的方法，通常涉及在预先制备好的核心粒子表面，通过溶液中的金属离子与有机配体自组装形成MOFs 壳层。

通过控制反应条件，如温度、pH值、浓度等，可以调控MOFs 壳层的厚度和形貌。

种子生长法：在核心粒子表面预先生长一层薄的MOFs种子层，然后在此基础上继续生长MOFs壳层。

这种方法有利于实现MOFs壳层的均匀性和连续性。

界面聚合法：在某些情况下，可以在油水界面或液液界面上实现MOFs壳层的生长。

这种方法通常涉及将核心粒子分散在一个相中，而将金属离子和有机配体溶解在另一个相中，通过界面反应实现MOFs 壳层的生长。

金属有机框架材料的制备与性能研究金属有机框架材料是一种由金属离子与有机配体相互作用生成的网络结构，常常具有高表面积、可控的孔结构、优良的气体吸附、储存性能以及化学稳定性等优异的性能，在吸附分离、催化和传感等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在介绍金属有机框架材料在制备方法、性能表现和应用方面的研究进展。

一、制备方法金属有机框架材料的制备方法包括水溶液法、溶剂蒸发法、气相沉积法等，其中较为常用的方法是溶剂热合成法。

该方法是在一定的温度和压力条件下，将金属离子和有机配体在有机溶剂中反应，形成晶体化合物。

常用的有机溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等。

该方法具有简单、有效的优点，可以控制孔结构的大小和形状，且制备的材料具有较高的比表面积和孔容。

二、性能表现金属有机框架材料的性能主要表现在孔结构、表面积和气体吸附等方面。

材料的孔结构和孔径大小可以通过选择不同的有机配体或改变配体的取代基来实现。

同时，金属有机框架材料的比表面积可以达到上千平方米每克，甚至更高。

气体吸附方面，金属有机框架材料可以选择不同的金属离子和有机配体，实现对不同气体分子的选择性吸附，具有广泛的应用前景。

同时，金属有机框架材料具有良好的催化性能，在有机合成、环境修复等领域得到了广泛的应用。

三、应用前景金属有机框架材料具有多样化的应用前景，在环境污染治理、气体分离、能源储存等领域都具有广泛的应用前景。

在环境污染治理方面，金属有机框架材料可以作为吸附剂，对有机污染物进行有效的吸附和去除。

在气体分离领域，金属有机框架材料可以实现对不同气体分子的选择性吸附和分离，可以作为天然气的脱硫剂、制氢的催化剂等。

在能源储存领域，金属有机框架材料可以作为电极材料，用于超级电容器的制备。

综上所述，金属有机框架材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。

通过对其制备方法和性能表现的深入研究，可以寻找到其更多的应用领域和优化方向，以更好地发挥其在环境、能源等领域的重要作用。

金属有机骨架材料的应用前景探讨金属有机骨架材料（MOF）是一种由金属离子或金属簇与有机配体组成的多孔晶体材料。

由于其具有高比表面积、多孔性等特点，金属有机骨架材料在气体吸附、分离、储氢、催化等领域具有广阔的应用前景。

本文将从以上几个方面探讨金属有机骨架材料的应用前景。

首先，金属有机骨架材料在气体吸附和分离方面具有巨大的应用潜力。

MOF材料的多孔结构使其具有极高的比表面积，可以提供大量的吸附位点，从而有效吸附和分离气体。

例如，一些MOF材料可以用于二氧化碳的捕获和储存，有助于减少温室气体的排放。

另外，MOF材料还可以用于油气分离、氮气的提纯等领域，有望实现低成本、高效率的气体分离技术。

其次，金属有机骨架材料在储氢领域具有重要的应用前景。

MOF材料的多孔性和高比表面积使其成为理想的储氢材料。

MOF材料可以通过吸附氢分子到其孔隙结构中储存氢气，从而实现氢能的高密度储存。

MOF材料还可以调控其孔隙结构，提高氢气的吸附和释放速率，为氢能储存和应用提供了新的途径。

另外，金属有机骨架材料还在催化领域展现出广泛的应用前景。

MOF材料的多孔结构可以提供大量的活性位点，为催化反应提供良好的催化效果。

MOF材料可以通过调节其孔隙结构和功能配体的选择，实现对不同反应的催化活性和选择性的调控。

因此，MOF材料可以应用于有机合成、电化学催化、氧气还原反应等领域，为催化反应提供高效、环保的催化剂。

此外，金属有机骨架材料还可以应用于传感器与电子器件领域。

MOF材料的孔隙结构可以用于吸附和检测特定的分子。

通过改变功能配体和金属离子的选择，可以实现对不同物质的选择性吸附和检测。

因此，MOF材料可以应用于环境污染物的检测、生物传感器领域等，为环境监测和医学诊断等提供新的方法和手段。

综上所述，金属有机骨架材料具有广阔的应用前景。

其在气体吸附和分离、储氢、催化、传感器与电子器件等领域的应用潜力巨大。

然而，目前MOF材料的合成方法和储氢性能等方面还存在一些挑战，需要进一步研究和改进。

金属有机骨架材料的应用前景金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks，简称MOFs)是一种新型的多孔材料，由金属离子和有机小分子通过配位键结合而成，具有结构可调、孔径可调、高比表面积等优异性能，在气体吸附、分离、催化等领域具有广泛应用前景。

一、气体吸附与分离MOFs的孔道结构可以容纳气体分子进入并占据孔隙，因此具有很高的气体吸附性能。

例如，MIL-101具有极高的二氧化碳吸附量，可用于CO2捕获和气体分离。

另外，MIL-101还可以用于乙炔和氢气的高效分离。

此外，ZIF-8还可用于氢气存储，具有高吸附容量和高选择性，具有应用前景。

二、催化领域MOFs在催化领域也具有应用前景。

MOFs具有很高的表面积和可调结构，可用于金属纳米粒子的负载，以提高催化反应效率。

例如，UiO-66材料不仅可以直接作为催化剂使用，还可以用作负载催化剂的催化剂。

此外，MIL-101-Cr还可用于制备环氧烷类化合物，具有优异的催化效果。

三、环境污染治理MOFs在环境污染治理领域也具有应用前景。

例如，Mg-MOF-74和Zn-MOF-74材料具有良好的吸附性能，可用于水处理和废气处理，如对重金属离子、染料和挥发性有机物的吸附等。

四、能源领域MOFs在能源领域也有应用前景，如可应用于油气催化裂解、燃料电池等领域。

例如，与传统的分子筛相比，MOFs提供了更大的活性催化位，从而可以提高燃料电池的性能。

MOFs还可用于储能材料的制备，如用MOFs作为电极材料制备超级电容器等。

总之，MOFs作为一种新型的多孔材料，在气体吸附、分离、催化、环境污染治理、能源等领域具有广泛应用前景。

虽然目前MOFs材料的生产成本较高，但随着技术的不断进步，相信MOFs的生产成本将逐渐降低，未来将会有更多的MOFs材料被应用于实际生产中，为人类社会带来更多的益处。

金属有机框架材料研究进展金属有机框架材料（MOFs）是一类由金属离子与有机配体通过配位键连接而组成的晶态材料。

自1999年首次被报道以来，金属有机框架材料在材料科学领域引起了广泛的关注。

其特有的结构和独特的性能使其在催化、气体吸附、分离、存储、传感等领域具有潜在的应用价值。

金属有机框架材料的合成方法多种多样，包括溶剂热法、水热法、溶剂挥发法等。

这些方法有效地控制了MOFs的晶体形貌和尺寸。

此外，还可以通过改变金属离子和有机配体的选择来调节MOFs的孔径和结构，以满足不同应用的需求。

在催化领域，金属有机框架材料展示出良好的催化活性和选择性。

MOFs的孔道结构可以提供高度可调控的活性位点，提高催化反应速率。

同时，通过改变金属离子和有机配体的组成和结构，可以调节MOFs的催化性能，实现对不同反应的优化。

在气体吸附和储存方面，MOFs具有出色的吸附性能。

MOFs的多孔结构提供了巨大的表面积和丰富的孔道空间，可以有效地吸附气体分子。

例如，许多MOFs展示出对CO2的高度选择性吸附能力，有望应用于碳捕获和储存技术。

金属有机框架材料还在气体分离和储存方面显示出很大的潜力。

MOFs的孔道结构可以通过调整孔径和孔隙性质来选择性地吸附和分离不同大小和形状的气体分子。

这使得MOFs在气体分离、气体存储和气体传感等领域具有广阔的应用前景。

此外，金属有机框架材料还具有良好的光学和电学性能。

MOFs的孔道和金属离子可以用于吸附和传导电子，具有潜在的电池和传感器应用。

另外，一些MOFs还可以通过改变金属离子和有机配体的选择来调节其光学性质，用于光电器件的制备。

然而，虽然金属有机框架材料在许多领域显示出卓越的应用潜力，但其实际应用还面临一些挑战。

首先，MOFs的稳定性问题限制了其在实际环境中的应用。

一些MOFs在湿度或温度变化等条件下容易失去晶体结构，降低其性能。

其次，MOFs的制备成本较高，生产规模较小，限制了其商业化生产和大规模应用。

新型金属—有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究一、概述随着科学技术的飞速发展，新型金属有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究已经成为材料科学领域的研究热点。

这类材料因其独特的晶体结构、优良的物理和化学性质，在能源、环保、催化、生物医药等领域展现出广阔的应用前景。

本文旨在系统介绍新型金属有机及有机多骨架材料的设计原则、合成方法以及性质研究，为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。

金属有机骨架材料（MOFs）是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接而成的多孔晶体材料。

其结构多样、孔径可调、功能可设计等特点使得MOFs在气体存储与分离、离子交换、传感等领域具有独特优势。

有机多骨架材料则是由有机分子通过非共价键相互作用形成的具有多孔结构的材料，同样具有广泛的应用潜力。

在设计合成新型金属有机及有机多骨架材料时，研究人员需要充分考虑材料的结构特点、稳定性、功能性等因素。

通过选择合适的金属离子、有机配体或有机分子，以及优化合成条件，可以实现对材料结构和性能的精确调控。

借助现代分析手段如射线衍射、红外光谱、热重分析等，可以对材料的结构、组成和性质进行深入研究。

新型金属有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究具有重要的科学价值和实际应用意义。

随着研究的不断深入，相信这类材料将在更多领域展现出其独特的优势和潜力。

1. 金属—有机及有机多骨架材料的概述金属—有机及有机多骨架材料，是一类具有独特结构和优异性能的新型多孔材料。

它们由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装而成，形成具有周期性网络结构的多孔晶体。

这类材料结合了无机材料和有机材料的优点，不仅具有高度的结构可调性和功能性，而且在气体吸附与分离、催化、传感、药物传输等领域展现出广阔的应用前景。

有机多骨架材料则是由有机分子或有机基团构成的具有多孔结构的材料。

与金属—有机骨架材料相比，有机多骨架材料具有更好的生物相容性和可降解性，因此在生物医药领域具有潜在的应用价值。

金属有机框架材料的合成，结构和性质的研究一、本文概述金属有机框架材料（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）是一类由金属离子或金属团簇与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料。

自上世纪90年代初首次被报道以来，MOFs材料因其独特的结构和性质，在气体存储与分离、催化、传感、药物输送等领域展现出广阔的应用前景。

本文旨在综述MOFs材料的合成方法、结构特点以及性质研究的最新进展，以期为相关领域的研究者提供参考和启示。

在合成方面，本文将详细介绍MOFs材料的常见合成方法，包括溶剂热法、微波辅助法、机械化学法等，并探讨各种方法的优缺点。

同时，还将关注合成过程中的关键因素，如反应温度、时间、溶剂选择等，对MOFs材料结构和性质的影响。

在结构方面，本文将重点分析MOFs材料的结构特点，包括孔径大小、孔道形状、拓扑结构等，并阐述这些结构特性如何影响其性能。

还将关注MOFs材料的表面修饰和功能化策略，以提高其稳定性和应用性能。

在性质研究方面，本文将详细介绍MOFs材料在气体存储与分离、催化、传感、药物输送等领域的应用及其性能表现。

还将探讨MOFs材料在实际应用中面临的挑战和解决方案，以期为其未来发展提供有益的建议。

本文旨在对MOFs材料的合成、结构和性质进行全面而深入的探讨，以期为相关领域的研究者提供有价值的参考和启示。

二、MOFs的合成方法金属有机框架材料（MOFs）的合成是一个涉及多种化学方法和技术的复杂过程。

根据合成条件、反应物和反应机理的不同，MOFs的合成方法可以分为多种类型。

溶剂热法：这是MOFs合成中最常用的一种方法。

在这种方法中，金属盐和有机配体在溶剂（通常是N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、水等）中混合，然后在一定的温度和压力下进行反应。

溶剂热法能够提供足够的能量来驱动反应进行，并有助于形成具有特定结构和性质的MOFs。

微波辅助合成法：这种方法利用微波产生的热能来加速MOFs的合成过程。

第37卷第8期Vol.37 No.8长春师范大学学报Journal of Changchun Normal University2018年8月Aug.2018金属有机骨架材料ＵｉＯ－６６的研究进展葛金龙(蚌埠学院材料与化学工程学院ꎬ安徽蚌埠２３３０００)[摘㊀要]金属有机骨架材料具有比表面积大㊁有序多孔结构㊁骨架和金属离子可调等优点ꎬ在气体储存㊁分离㊁光催化㊁化学传感㊁药物缓释等方面具有重要的用途ꎮ金属有机骨架材料ＵｉＯ－６６是由不同有机配体与金属离子Ｚｒ构筑而成ꎬ一般为正十二面体次级结构单元ꎬ具有化学稳定性好㊁形貌规整可调㊁热稳定性高㊁比表面积大等优点ꎮ本文综述了近年来功能化ＵｉＯ－６６在气体吸附㊁有机染料吸附㊁荧光传感㊁药物缓释㊁光催化等方面的应用研究进展ꎬ并对ＵｉＯ－６６的应用领域进行展望ꎮ[关键词]金属有机骨架材料ꎻＵｉＯ－６６ꎻ吸附ꎻ荧光传感ꎻ功能化[中图分类号]ＴＢ３２１㊀㊀[文献标志码]Ａ㊀㊀[文章编号]２０９５－７６０２(２０１８)０８－００７７－０６金属有机骨架材料(Ｍｅｔａｌ－ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓꎬＭＯＦｓ)具有比表面积大㊁晶体结构可裁剪性㊁孔径尺寸可调性等优点ꎬ是近年来得到迅速发展的一类新型多孔晶体材料ꎮＭＯＦｓ以金属离子或金属簇为中心ꎬ由对苯二甲酸㊁均苯三甲酸等多官能团的功能化有机配体构筑而成ꎬ是具有规则纳米孔道三维周期性的网格结构多孔材料[１－２]ꎮＭＯＦｓ具有较好的化学稳定性㊁热稳定性㊁多孔结构ꎬ具有广泛的应用领域ꎮＺｒ基金属有机骨架材料ＵｉＯ－６６(ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＯｓｌｏ)是具有１１Å八面体笼子结构和８Å的四面体结构面心立方晶体结构的多孔材料[３－４]ꎬ而结构中不同的笼子结构相互贯穿连接形成了接近６Å的仅能通过小分子三角形结构[５]ꎮＵｉＯ－６６材料具有较好的热稳定性ꎬ可达到８１３Ｋꎬ还具有耐受丙酮㊁ＤＭＦ㊁水等小分子侵蚀的化学稳定性[６]ꎬ在气体吸附㊁药物缓释㊁多相催化㊁燃料电池等方面引起人们广泛关注[７－８]ꎮ将配体对苯二甲酸换成其他的功能性基团对苯二甲酸与Ｚｒ配位ꎬ可以制备出功能化的Ｚｒ基金属有机骨架材料ꎬ由于功能基团的配位作用ꎬ展示了较好的吸附及催化作用ꎬ拓宽了应用领域ꎮ本文综述了功能化金属有机骨架材料ＵｉＯ－６６在气体吸附㊁染料吸附㊁光催化等方面的研究进展ꎬ并对应用前景进行了展望ꎮ１㊀在ＣＯ２吸附方面的性能ＣＯ２是温室效应的主要来源ꎬ占影响因素的６０％ꎬＣＯ２的分子直径在３.３Å左右ꎮ利用金属有机骨架材料的孔径可调性ꎬ调整孔道尺寸对ＣＯ２进行吸附和选择性分离具有较好的应用前景ꎮＬｉａｎｇ等[９]在ＵｉＯ－６６内部引入缺陷ꎬ并应用于ＣＯ２气体的吸附ꎮ研究发现缺陷引起比表面积变化ꎬ提高了气体吸附量ꎮＸｉａｎ等[１０]采用ＰＥＩ掺杂ＵｉＯ－６６复合材料ꎬ对ＣＯ２/ＣＨ４的选择性分离性能ꎬ在３３８Ｋ时吸附能力可以达到１ ６５ｍｍｏｌ/ｇꎬ比未掺杂的ＵｉＯ－６６增加了１２.７倍ꎬ选择性㊁分离性增大了５８倍ꎮ同样条件下ꎬ湿度对吸附效果具有一定的影响ꎬ相对湿度为５５％时ꎬ吸附容量可以达到２.４１ｍｍｏｌ/ｇꎬ提高了４８.８％ꎮ[收稿日期]２０１８－０５－２２[基金项目]安徽省高校自然科学基金重大研究项目(ＫＪ２０１８ＺＤＢＢＸＹ０１)ꎻ蚌埠学院重点学科 材料科学与工程 (ＢＢＸＹＺＤＸＫ２０１７０１)ꎻ蚌埠学院 新工科 试点专业建设项目 无机非金属材料工程专业 (２０１７ｓｄｚｙ０３)ꎻ安徽省质量工程项目卓越人才教育培养计划(２０１５ｚｊｊｈ０３６)ꎮ[作者简介]葛金龙(１９７６－)ꎬ男ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ从事材料改性研究ꎮ７７㊀㊀配体结构不同可形成不同笼状结构ꎬ孔径也不同ꎬ对气体的吸附能力也不同ꎬ而且不同配体在笼状结构内部引入缺陷种类和数量也不相同ꎬ所以气体吸附能力和选择性分离指数上也不同ꎮ采用不同长度配体或不同的金属离子进行孔道调控和尺寸剪裁ꎬ制备不同系列的金属有机骨架材料ꎬ调节Ｚｒ６Ｏ４(ＯＨ)４二级结构单元ꎬ同样具有较好化学稳定性㊁热稳定性和ＣＯ２吸附能力ꎮＬｉ等[１１]认为不同配体结构功能化的ＵｉＯ－６６复合材料有较好的热稳定性和化学稳定性ꎮＣｍａｒｉｋ[１２]等也发现了甲氧基和萘基基团同样具有稳定性结构ꎬ制备了－ＮＨ２㊁－Ｂｒ㊁－ＮＯ２㊁联苯等功能化的ＵｉＯ－６６系列材料ꎮＨｕ等[１３]采用不同的配体制备了系列的ＵｉＯ－６６复合材料ꎬ对ＣＯ２的吸附能力也不同ꎬＵｉＯ－６６－(ＯＨ)２的吸附容量达到１.９５２ｍｍｏｌ/ｇꎬ对Ｎ２吸附容量仅为０.１５６ｍｍｏｌ/ｇꎬ具有较好的分离指数ꎮＨｕａｎｇ等[１４]采用１５~３０Ｈｚ频率的机械力１００ｓ内绿色合成了－Ｂｒꎬ－ＮＨ２的ＵｉＯ－６６型金属有机骨架材料ꎮ笔者采用－ＮＨ２㊁－Ｂｒ㊁－ＮＯ２㊁萘基㊁联苯功能化对苯二甲酸制备系列ＵｉＯ－６６ꎬ氨基功能化的ＵｉＯ－６６具有较大ＣＯ２吸附能力ꎬ萘基功能基团由于具有较大的极性ꎬ较小的孔径ꎬ近乎金属簇的空间位阻ꎬ在低压下由于非极性功能键呈现较低的吸附能力ꎮ具有半径较小而极性较大官能团对ＣＯ２的吸附呈增长趋势[１５]ꎮ功能键的极性越强ꎬ越容易和ＣＯ２形成较强的吸附ꎬ吸附容量就越大ꎬ主要是因为在苯环上含有侧基团ꎬ这样就为后合成功能化修饰提供条件ꎬ也提高了吸附能力ꎮ表面进行功能化改性是提高金属有机骨架材料吸附能力的重要方法ꎬ主要是增强分子客体与多孔金属有机骨架材料表面的亲和力ꎬ在多孔表面包封功能基团㊁利用调节模板剂产生有效活化位点是常用的方法ꎮ但这种修饰主要是在表面嫁接功能键占据功能位点ꎬ在提高气体吸附能力的同时ꎬ也降低比表面积ꎬ带来负面影响ꎬ因此ꎬ选择没有占据原有位点的杂环配体材料是较好的措施之一ꎮＨｕａｎｇ等[１６]采用微波法ꎬ以醋酸作为调节剂ꎬ制备结晶性㊁稳定性并具有规则微观形貌的ＮＨ２－ＵｉＯ－６６ꎬ在２７３Ｋꎬ１ｂａｒ的条件下对ＣＯ２吸附能力可达到５.８ｍｍｏｌ/ｇꎬ而在２９８Ｋꎬ１ｂａｒ的条件下对ＣＯ２/Ｎ２的选择性分离指数达到６６ꎮＭｏｌａｖｉ等[１７]采用甲基丙烯酸环氧丙酯的环氧基团与ＮＨ２－ＵｉＯ－６６上的表面氨基发生开环反应制备了功能化ＮＨ２－ＵｉＯ－６６ꎬ负载的甲基丙烯酸环氧丙酯降低了比表面积和自由孔洞ꎬ但引入了羟基㊁酯㊁氨基等活性基团ꎬ增强了ＣＯ２的吸附位点ꎬ表面孔洞物理吸附位点和氨基的化学吸附提升了ＣＯ２吸附能力ꎮＱｉｕ等[１８]采用ＮＨ２－ＵｉＯ－６６与聚甲基丙烯酸甲酯复合制备了功能化复合材料ꎬ对Ｈｅ/ＣＨ４和Ｈｅ/Ｎ２混合气体的选择性分离具有较好的选择性ꎮ２㊀在染料吸附方面的应用有机染料废水对人体具有一定的伤害性ꎬ会导致严重的环境危害ꎮ金属有机骨架材料作为吸附剂引起人们较大的兴趣ꎮＥｍｂａｂｙ等[１９]考察了ＵｉＯ－６６对茜素红㊁曙红㊁碱性品红㊁甲基橙等阳离子染料的吸附性能ꎬ研究发现其具有较强的选择性ꎬ对茜素红的吸附容量可达４００ｍｇ/ｇꎬ吸附模型为准二级动力学模型ꎮＹａｎｇ[２０]采用后合成方法制备了磷酸钠离子负载ＵｉＯ－６６对亚甲基蓝的吸附能力ꎬ从固定前的２４.５ｍｇ/ｇ提高到９１ １ｍｇ/ｇꎬ对刚果红㊁酸性铬蓝Ｋ㊁甲基橙也同样展现较好的吸附性能ꎬ为Ｌａｎｇｍｕｉｒ型吸附ꎮＺｅｎｇ等[２１]采用三氯乙酸调控表面缺陷制备磷钨酸负载ＵｉＯ－６６复合材料ꎬ对罗丹明Ｂ㊁孔雀石绿㊁橙黄Ｇ具有较好的吸附性能ꎬ吸附容量分别为２２２.６㊁１９０.６㊁４０ｍｇ/ｇꎬ具有较好的选择性ꎮＭｕ等[２２]采用－ＮＨ２㊁－Ｂｒ㊁－(ＯＨ)２㊁－(ＳＨ)２功能基团的有机配体制备了功能化ＵｉＯ－６６型金属有机骨架材料ꎬ对罗丹明Ｂ㊁刚果红和甲基橙的可见光催化发现ꎬ共轭键电子从发色基团转到Ｚｒ中心原子ꎬ提升了催化效果ꎬ不同取代基基团导致了ＵｉＯ－６６金属有机骨架材料中的不同能带ꎬ引起自由电子和空穴的复合程度不同ꎬ活泼的羟基和过氧基团也具有较高的电子分离效率和光降解作用ꎮＹａｎｇ等[２３]采用Ｃｅ掺杂ＵｉＯ－６６纳米晶ꎬ对甲基蓝㊁甲基橙㊁刚果红和酸性铬蓝Ｋ的吸附容量分别为１４５.３㊁６３９.６㊁８２６.７㊁２４５.８ｍｇ/ｇꎬ除酸性铬蓝Ｋ外各染料均为线性结构ꎬ较容易进入金属有机骨架内部ꎬ而Ｃｅ掺杂后引起了电荷的变化ꎬＺｅｔａ电位较小ꎬ同时Ｃｅ调控了孔径大小ꎬ增强了吸附位点ꎬ产生了协同的静电吸附作用ꎬ有利于染料的吸附ꎮ除了酸性铬蓝Ｋ外ꎬＣｅ掺杂ＵｉＯ－６６苯环与亚甲基蓝等染料的芳香骨架形成了较 ８７强的π－π键ꎬ对染料具有较强的静电吸附ꎮ金属有机骨架材料ＵｉＯ－６６对染料的吸附动力学㊁吸附能力㊁吸附机制㊁应用范围㊁选择性㊁优异的重复利用性等方面的研究还需进一步深入ꎮ３㊀在荧光传感方面的应用金属有机骨架材料作为纳米晶应用于有机物探测和荧光传感探测阳离子ꎮＬｎ－ＭＯＦ具有较长荧光寿命㊁尖锐荧光光谱㊁较高的量子点ꎬ受到了广泛的关注ꎮＬｉ等[２４]采用ＵｉＯ－６６金属有机骨架材料为模版剂ꎬ采用后合成技术封装了稀土元素Ｅｕ３＋ꎬ再与Ｌｎ－ＭＯＦ复合ꎬ制备了荧光材料用于荧光传感溶液中的Ｆｅ３＋ꎬ响应时间短ꎬ仅为４５８.３ｕｓꎬ同时考查了不同金属离子对荧光传感的影响ꎬ其他重金属离子对荧光传感影响较小ꎬ说明对Ｆｅ３＋具有较高的选择性ꎮＦｅｎｇ等[２５]制备了Ｔｂ和Ｅｕ掺杂的ＵｉＯ－６６薄膜材料ꎬ对温度具有良好的传感作用ꎬ３０３~４０３Ｋ范围内具有较好的相关性ꎮ另外ꎬ具有较好核壳异质结构的Ｐｔ＠ＵｉＯ－６６金属有机骨架材料ꎬ具有较好的晶体结构ꎬＰｔ分散性较好ꎬ被构筑成为探测Ｈ２Ｏ２的电极材料ꎬ并在５μＭ到１４.７５ｍＭ的范围内都体现了较好的线性关系ꎮＶｅｌｌｉｎｇｉｒｉ等[２６]制备了ＵｉＯ－６６－ＮＨ２金属有机骨架材料ꎬ对液相中０~３０ｐｐｍ硝基苯具有较好的线性关系和较高的灵敏度ꎬ最低检出限为０.９ｐｐｍꎬ可以应用于溶液中低浓度硝基苯的检测ꎮ主要是由于在缺电子的ＮＯ２基团的氧原子附近和富电子的Ｚｒ离子之间形成了π－π键ꎬ键距约为０.３４８ｎｍꎬ与石墨片层间距相接近ꎬ在硝基苯和Ｚｒ－ＯＨ结构单元离子之间的π－π键键能约为１０.９１ｋｃａｌ/ｍｏｌꎮＳｅｗｉｆｙ等[２７]采用具有性质稳定和规整外观颗粒形貌的ＵｉＯ－６６为载体ꎬ制备了选择性荧光传感探测Ｚｎ２＋的传感材料ꎬ提供了一种快速简便㊁廉价高效的Ｚｎ２＋荧光传感方法ꎮ检测范围０.５~２０００ｐｐｂ之间ꎬ检出限可达到１.６ｐｐｂꎬ响应时间较短ꎮ４㊀在药物载体方面的应用金属有机骨架材料由于具有较高的比表面积和规则的孔道结构ꎬ可以用作药物的负载ꎬ被作为药物载体使用ꎬ常用金属有机骨架材料有ＭＩＬ－１００㊁ＭＩＬ－１０１㊁ＭＩＬ－８９㊁ＭＩＬ－８８Ａ㊁ＭＩＬ－１０１－ＮＨ２㊁ＭＩＬ－５３㊁ＵｉＯ－６６等ꎮ在对布洛芬的药物装载和缓释实验中ꎬＭＩＬ－１００的固载率相比于同等条件下的介孔硅材料大４倍ꎮ采用不同的金属离子和有机配体制备不同空间结构的金属有机骨架材料ꎬ赋予药物载体多变性能ꎬ在药物载体领域具有潜在的发展空间ꎮ将阿仑膦酸钠(ＡＬ)包覆在载药体ＵｉＯ－６６金属有机骨架材料上ꎬ颗粒平均尺寸在７０ｎｍ左右ꎬ具有较好的水分散性ꎬ负载阿仑膦酸钠后能够被肿瘤细胞吞噬ꎮ利用Ｚｒ－Ｏ基本单元表面的吸附位点ꎬ吸附阿仑膦酸钠的能力为５１.４％和１.０６ｇ/ｇꎬ在ｐＨ值为７.４的缓释溶液中１０８ｈ缓释量可达８８.１％ꎬ而在ｐＨ值为５.５时ꎬ缓释量则为７６％ꎮＡｂａｎａｄｅｓ等[２８]通过采用ＰＥＧ－５５０和ＰＥＧ－２０００调节ＵｉＯ－６６金属有机骨架材料的表面结构ꎬ以二氯乙酸为目标负载物ꎬ负载后提升了二氯乙酸在缓冲溶液中的缓释时间ꎬ提升了细胞内吞作用ꎬ阻止了溶酶体的散失ꎬ降低了药物缓释速度ꎮＴａｉ等[２９]采用注射成型的方法制备了ＮＨ２－ＵｉＯ－６６ꎬ考察了不同停留时间对样品形貌的影响ꎬ并负载了５－氟尿嘧啶ꎬ研究其缓释性能ꎬ在６ｈ内ꎬ约５４.７８％的５－氟尿嘧啶被释放到缓冲溶液中ꎬ２４ｈ后达到７５.０６％ꎬ具有较好的缓释性能ꎮＣｈｅｎ等[３０]采用制备的ＵｉＯ－６６对马卡西平和盐酸四环素进行吸附ꎬ２５ħ下吸附容量可达到３７.２ｍｇ/ｇ和２３.１ｍｇ/ｇꎬ马卡西平的吸附为吸热反应ꎬ吸附过程为物理吸附为主ꎬ氢键在吸附过程中起到主要作用ꎬ而盐酸四环素的吸附为化学吸附为主ꎬ较强的静电吸附和π－π电子给予体之间的相互作用起到主要作用ꎬ盐酸四环素中的氮基团可以取代羧基调整Ｚｒ－Ｏ键ꎬ对吸附起到重要作用ꎮ功能基团起非常重要的封装作用ꎮ功能基团对于咖啡因封装起到协同作用ꎬ导致对氢键接受能力较低ꎬ而当功能基团具有较大表面㊁溶解性和自由体积时对布洛芬具有较大的负载量ꎮ在活化基团和溶剂共同作用下ꎬ由于存在竞争吸附ꎬ溶剂在生物分子的包覆方面也有重要影响ꎬ相比现有的多孔固体材料ꎬＺｒ－ＭＯＦｓ具有药剂包覆量大的优点ꎮ５㊀在催化方面的应用光催化是一种较为便利的将太阳能转化为化学能的方法ꎮ金属有机骨架材料具有较大的比表面积㊁有序９７的多孔结构等优点ꎬ广泛应用于光催化领域ꎮ多孔的金属有机骨架材料本身具有开放的金属位点㊁不饱和金属中心原子㊁催化功能的活性键ꎬ具有较强的催化能力ꎮ而且ＵｉＯ－６６㊁ＭＯＦ－５等本身还具有半导体的功能ꎬ可以在有机键和金属氧簇之间产生能量ꎮ但因为具有较宽的禁带ꎬ大多数金属有机骨架材料几乎连紫外光都不能吸收ꎬ限制了其应用ꎮ因此ꎬ通过改性修饰功能键或原子中心㊁复合金属原子形成半导体结构㊁金属纳米粒子㊁复合染料提供电子传输体等策略拓宽金属有机骨架材料的应用领域[３０]ꎮ修饰金属有机骨架材料的有机官能团和金属中心是在分子级别控制光催化剂的物理和化学性能ꎮ带有氨基等功能键的修饰可以在一定程度上改变能带间隙ꎬ吸收光谱可以从紫外光区扩展到可见光区ꎮ氨基基团作为助色团使芳环产生了变形ꎬ拓宽吸收波长的范围区间ꎬ为３００~４４０ｎｍꎬ在３７０ｎｍ波长下光催化产氢的效率达到了３.５％ꎮ功能性基团还包括－ＮＯ２㊁－ＯＨ㊁－ＣＨ３㊁－Ｂｒ㊁－ＳＨ等ꎬ在这些基团中ꎬ－ＮＨ２具有最小的禁带宽度ꎬ仅为２.７５ｅＶꎬ这也赋予了ＵｉＯ－６６－ＮＨ２在催化领域中的用途ꎮＮＨ２－ＢＤＣ和带有卤素原子的功能性ＢＤＣ组成的混合功能配体显示了较好的苯甲醇氧化性能ꎬ主要得益于部分取代的卤代功能配体具有较强的吸电子性能ꎮ混合配体可以降低电子能带４.０~２.２ｅＶꎬ利用几种不同的配体制备功能化ＵｉＯ－６６是一种较为便利的改变能带宽度的方法[３１]ꎮ相对于金属有机骨架材料改变不同配体对催化性能的显著影响ꎬ金属离子的交换对催化性能的影响不大ꎬ但掺杂不同金属离子会提升半导体基光催化性能ꎮＷａｎｇ等[３２]采用后合成方法引入Ｔｉ(ＩＶ)离子形成杂晶的金属有机骨架材料ꎬ可以调节孔洞内骨架节点的孔径ꎬ使之大小接近于ＣＯ２的分子直径ꎬ提高ＣＯ２的吸附能力ꎮＷｕ等[３３]采用后合成技术ꎬＴｉ(ＩＶ)作为调节剂ꎬ取代了Ｚｒ的位置ꎬ形成了Ｔｉ－Ｏ键ꎬ起到调整孔道的作用ꎬ孔径的大小限制了ＣＯ２分子运动ꎬ引入了部分缺陷ꎬ提高了对ＣＯ２的吸附性能ꎮＴａｄｄｅｉ等[３４]采用后合成方法制备不同含量Ｔｉ(ＩＶ)离子掺杂的复合材料ꎬ可见光条件下对亚甲基蓝的催化效率可达８７.１％ꎬＴｉ(ＩＶ)离子掺杂使Ｚｒ－Ｏ和Ｔｉ－Ｏ具有较好的电子与空穴的分离能力ꎮＴｕ等[３５]采用微波辅助合成的方法ꎬ４ｈ就可以制备Ｔｉ掺杂ＮＨ２－ＵｉＯ－６６ꎬ大大提高了催化性能ꎮ负载的Ｔｉ离子相比于金属骨架内的Ｚｒ更容易接受电子ꎬ作为电子陷肼的金属离子Ｔｉ能够有效捕获光电子ꎬ因此Ｔｉ可以作为电子给体将电子传输到ＺｒꎬＴｉ能够提高电子从光活性较高的ＢＤＣ界面传输到Ｚｒ－Ｏ群簇ꎬ较大提升了光催化性能ꎮ除了改变中心金属离子种类和功能性混合键以外ꎬ采用具有较窄带隙的半导体材料与ＵｉＯ－６６复合也是较好的方法ꎬ除了扩大复合材料对可见光吸收范围以外ꎬ多相光催化材料之间的电子转移也提高了光电子与空穴的分离效率[３６]ꎮ主要的复合材料有Ⅱ－Ⅵ族半导体ＣｄＳꎬ片状材料ＲＧＯ㊁ＭｏＳ２ꎬ铋基半导体材料Ｂｉ２ＷＯ６㊁ＢｉＯＢｒ㊁Ｂｉ２ＭｏＯ６ꎬ还包括ｇ－Ｃ３Ｎ４㊁石墨相氮化碳等ꎮ６㊀结语功能化的金属有机骨架材料ＵｉＯ－６６在重金属离子Ｃｕ２＋㊁Ｃｄ２＋㊁Ｃｒ３＋㊁Ｐｂ２＋㊁Ｈｇ２＋㊁Ｓｂ３＋㊁ＳｅＯ４２－吸附ꎬ以及在药物载体方面包括抗生素㊁显影剂㊁止疼药㊁香料㊁护发素等方面具有重要的用途ꎮ在实际应用中ＵｉＯ－６６也存在合成成本较高㊁稳定性差等缺点ꎬ在长期稳定性和循环利用㊁水稳定性㊁耐酸碱性等方面还存在不足ꎮ随着对功能化金属有机骨架材料ＵｉＯ－６６研究的不断深入ꎬＵｉＯ－６６必将在气体吸附㊁荧光传感㊁药物载体㊁光催化㊁重金属离子吸附等方面展现更好的应用前景ꎮ[参考文献][１]ＰＣｕｉꎬＪＪｉｎｇꎬＬＪＤｏｎｇꎬｅｔａｌ.ＭｏｄｕｌａｔｉｎｇＣＯ２ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｎｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓｖｉａｍｅｔａｌ－ｉｏｎｄｏｐｉｎｇ[Ｊ].Ｉｎｏｒｇ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１８(５７):６１３５－６１４１.[２]ＤＡｌｅｚｉꎬＹＢｅｌｍａｂｋｈｏｕｔꎬＭＳｕｙｅｔｉｎꎬｅｔａｌ.ＭＯＦｃｒｙｓｔａｌｃｈｅｍｉｓｔｒｙｐａｖｉｎｇｔｈｅｗａｙｔｏｇａｓｓｔｏｒａｇｅｎｅｅｄｓ:ａｌｕｍｉｎｕｍ－ｂａｓｅｄｓｏｃ－ＭＯＦｆｏｒＣＨ４ꎬＯ２ａｎｄＣＯ２ｓｔｏｒａｇｅ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃꎬ２０１５(１３７):１３３０８－１３３１８.[３]ＭＦｄｅＬａｎｇｅꎬＫＪＶｅｒｏｕｄｅｎꎬＴＨＶｌｕｇｔꎬｅｔａｌ.Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｄｒｉｖｅｎｈｅａｔｐｕｍｐｓ:ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｒｅｖ.ꎬ２０１５(１１５):１２２０５－１２２５０.[４]ＹＡｄａｗｙꎬＹＪＭｅｎꎬＬＡｂｄｅｌｍｏｈｓｅｎꎬｅｔａｌ.Ｍｉｍｉｃｋｉｎｇｔｈｅｃｅｌｌ:ｂｉｏｉｎｓｐｉｒｅｄｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.０８Ｒｅｖꎬ２０１６(１１６):２０２３－２０７８.[５]ＹａｇｈｉＯＭꎬＯ ＫｅｅｆｆｅＭꎬＯｃｋｗｉｇＮＷꎬｅｔａｌ.Ｒｅｔｉｃｕｌａｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｓ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ２００３(４２３):７０５－７１９.[６]ＣｏｕｃｋＳꎬＤｅｎａｙｅｒꎬＪＢａｒｏｎꎬＧＶＲｅｍｙꎬｅｔａｌ.Ａｎａｍｉｎｅ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄＭＩＬ－５３ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｗｉｔｈｌａｒｇｅｓｅｐａｒａ￣ｔｉｏｎｐｏｗｅｒｆｏｒＣＯ２ａｎｄＣＨ４[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ２００９(１８):６３２６－６３２７.[７]ＤＹａｎｇꎬＳＯＯｄｏｈꎬＪＢｏｒｙｃｚꎬｅｔａｌ.ＴｕｎｉｎｇＺｒ６ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋ(ＭＯＦ)ｎｏｄｅｓａｓｃａｔａｌｙｓｔｓｕｐｐｏｒｔｓ:ｓｉｔｅｄｅｎｓｉｔｉｅｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎ－ｄｏｎｏｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｒｉｄｉｕｍｃｏｍｐｌｅｘｅｓａｓｅｔｈｙｌｅｎｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔｓ[Ｊ].ＡＣＳＣａｔａｌꎬ２０１６(６):２３５－２４７.[８]ＫＨｅｎｄｒｉｃｋｘꎬＤＥＰＶａｎｐｏｕｃｋｅꎬＫＬｅｕｓꎬＫＬｅｊａｅｇｈｅｒｅꎬｅｔａｌ.ＵｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｉｎｔｒｉｎｓｉｃｌｉｇｈｔａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＵｉＯ－６６ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ:Ａｃｏｍｂｉｎｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ[Ｊ].Ｉｎｏｒｇ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１５(５４):１０７０１－１０７１０.[９]ＷＢＬｉａｎｇꎬＣＪＣｏｇｈｌａｎꎬＦＲａｇｏｎꎬｅｔａｌ.ＤｅｆｅｃｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＵｉＯ－６６ｆｏｒＣＯ２ａｎｄＨ２Ｏｕｐｔａｋｅ－ａｃｏｍｂｉｎｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｙ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ.ꎬ２０１６(４５):４４９６－４５００.[１０]ＳＫＸｉａｎꎬＹＷｕꎬＪＬＷｕꎬｅｔａｌ.ＥｎｈａｎｃｅｄｄｙｎａｍｉｃＣＯ２ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄＣＯ２/ＣＨ４ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｎｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｉｍｉｎｅｉｍ￣ｐｒｅｇｎａｔｅｄＵｉＯ－６６[Ｊ].Ｉｎｄ.Ｅｎｇ.Ｃｈｅｍ.Ｒｅｓ.ꎬ２０１５(４４):１１１５１－１１１５８.[１１]ＪＬｉꎬＸＸＷａｎｇꎬＧＸＺｈａｏꎬｅｔａｌ.Ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋ－ｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ:ｓｕｐｅｒｉｏｒａｄｓｏｒｂｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｃａｐｔｕｒｅｏｆｔｏｘｉｃａｎｄｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｍｅｔａｌｉｏｎｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.Ｒｅｖ.ꎬ２０１８(４７):２３２２－２３５６.[１２]ＧＥＣｍａｒｉｋꎬＭＫｉｍꎬＳＭＣｏｈｅｎꎬｅｔａｌ.ＴｕｎｉｎｇｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＵｉＯ－６６ｖｉａｌｉｇａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｌａｎｇ￣ｍｕｉｒꎬ２０１２(２８):１５６０６－１５６１３.[１３]ＹＨｕꎬＺＨｕａｎｇꎬＪＬｉａｏꎬｅｔａｌ.Ｃｈｅｍｉｃａｌｂｏｎｄｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｙｂｒｉｄｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋ－５:ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｄｓｏｒｂｅｎｔｓｆｏｒｍａｇｎｅｔｉｃｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆｔｒａｃｅａｎａｌｙｔｅｓ[Ｊ].Ａｎａｌ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１３(８５):６８８５－６８９３.[１４]ＹＨＨｕａｎｇꎬＷＳＬｏꎬＹＷＫｕｏꎬｅｔａｌ.Ｇｒｅｅｎａｎｄｒａｐｉｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｚｉｒｃｏｎｉｕｍｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓｖｉａｍｅｃｈａｎｏｃｈｅｍｉｓ￣ｔｒｙ:ＵｉＯ－６６ａｎａｌｏｇｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｏｎｅｈｕｎｄｒｅｄｓｅｃｏｎｄｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｃｏｍｍｕｎ.ꎬ２０１７(５３):５８１８－５８２１. [１５]ＭＫａｎｄｉａｈＭꎬＨＮｉｌｓｅｎꎬＳＵｓｓｅｇｌｉｏꎬｅｔａｌ.ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔａｇｇｅｄＵｉＯ－６６ＺｒＭＯＦｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｍａｔｅｒꎬ２０１０(２２):６６３２－６６４０.[１６]ＡＳＨｕａｎｇꎬＬＬＷａｎꎬＪＣａｒｏｃ.Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｗｅｌｌ－ｓｈａｐｅｄＵｉＯ－６６－ＮＨ２ｗｉｔｈｈｉｇｈＣＯ２ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａ￣ｐａｃｉｔｙ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈＢｕｌｌｅｔｉｎꎬ２０１８(９８):３０８－３１３.[１７]ＨＭｏｌａｖｉꎬＡＥｓｋａｎｄａｒｉꎬＡＳｈｏｊａｅｉꎬｅｔａｌ.ＥｎｈａｎｃｉｎｇＣＯ２/Ｎ２ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｖｉａｐｏｓｔ－ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＮＨ２－ＵｉＯ－６６(Ｚｒ)[Ｊ].ＭｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓａｎｄＭｅｓｏｐｏｒｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１８(２５７):１９３－２０１.[１８]ＪＨＱｉｕꎬＸＧＺｈａｎｇꎬＹＦｅｎｇꎬｅｔａｌ.Ｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓａｓｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣａｔａｌｙｓｉｓＢ:Ｅｎｖｉｒｏｎ￣ｍｅｎｔａｌꎬ２０１８(２３１):３１７－３４２.[１９]ＭＳＥｍｂａｂｙꎬＳＤＥｌｗａｎｙꎬＷＳｅｔｙａｎｉｎｇｓｉｈꎬｅｔａｌ.ＴｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＵｉＯ－６６ｔｏｗａｒｄｓｏｒｇａｎｉｃｄｙｅｓ:Ａｒｅｃｏｒｄａｄｓｏｒｐ￣ｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｆｏｒｔｈｅａｎｉｏｎｉｃｄｙｅＡｌｉｚａｒｉｎＲｅｄＳｓ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８(２６):７３１－７３９. [２０]ＪＭＹａｎｇ.Ａｆａｃｉｌｅａｐｐｒｏａｃｈｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅａｎｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ－ｐｈｏｓｐｈａｔｅｚｉｒｃｏｎｉｕｍ－ｂａｓｅｄｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｃｏｍｐｏｓｉｔｅ(ＵｉＯ－６６－Ｐ)ａｎｄｉｔｓａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｄｙｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｌｌｏｉｄａｎｄＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７(５０５):１７８－１８５.[２１]ＬＺｅｎｇꎬＬＸｉａｏꎬＹＫＬｏｎｇꎬｅｔａｌＴｒｉｃｈｌｏｒｏａｃｅｔｉｃａｃｉｄ－ｍｏｄｕｌａｔｅｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｐｏｌｙｏｘｏｍｅｔａｌａｔｅ＠ＵｉＯ－６６ｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｄｓｏｒｐ￣ｔｉｏｎｏｆｃａｔｉｏｎｉｃｄｙｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｌｌｏｉｄａｎｄＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１８(５１６):２７４－２８３.[２２]ＸＸＭｕꎬＪＦＪｉａｎｇꎬＦＦＣｈａｏꎬｅｔａｌ.ＬｉｇａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＵｉＯ－６６ｗｉｔｈａｎｕｎｕｓｕａｌｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｆｏｒＲｈＢｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ.ꎬ２０１８(４７):１８９５－１９０２.[２３]ＪＭＹａｎｇꎬＲＪＹｉｎｇꎬＣＸＨａｎꎬｅｔａｌ.ＡｄｓｏｒｐｔｉｖｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｏｒｇａｎｉｃｄｙｅｓｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙａＺｒ－ｂａｓｅｄｍｅｔａｌ–ｏｒｇａｎ￣ｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋ:ｅｆｆｅｃｔｓｏｆＣｅ(ＩＩＩ)ｄｏｐｉｎｇ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ.ꎬ２０１８(４７):３９１３－３９２０.[２４]ＬＮＬｉꎬＳＳＳｈｅｎꎬＷＰＡｉꎬｅｔａｌ.ＦａｃｉｌｅｌｙｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄＥｕ３＋ｐｏｓｔ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄＵｉＯ－６６－ｔｙｐｅｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｒａｐｉｄａｎｄｈｉｇｈｌｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＦｅ３＋ｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ[Ｊ].ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄａｃｔｕａｔｏｒｓＢꎬ２０１８(２６７):５４２－５４８. [２５]ＪＦＦｅｎｇꎬＳＹＧａｏꎬＴＦＬｉｕꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｄｕａｌ－ｅｍｉｔｔｉｎｇＬｎ＠ＵｉＯ－６６－Ｈｙｂｒｉｄｆｉｌｍｓｖｉａｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒｒａｔｉｏｍｅｔｒｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｎｇ[Ｊ].ＡＣＳＡｐｐｌ.Ｍａｔｅｒ.Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓꎬ２０１８(１０):６０１４－６０２３.１８[２６]ＫＶｅｌｌｉｎｇｉｒｉꎬＤＷＢｏｕｋｈｖａｌｏｖꎬＳＫＰａｎｄｅｙꎬｅｔａｌ.Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉａ[Ｊ].ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄａｃｔｕａｔｏｒｓＢꎬ２０１７(２４５):３０５－３１３.[２７]ＩＭＳｅｗｉｆｙꎬＭＡＳｈｅｎａｓｈｅｎꎬＡＳｈａｈａｔꎬｅｔａｌ.ＳｅｎｓｉｔｉｖｅａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｌｕｏｒｏｍｅｔｒｉｃｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆＺｎ２＋ｉｏｎｓｕ￣ｓｉｎｇｓｕｐｅｒｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓＺｒ－ＭＯＦｓｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒｓ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１８(１３９):２４－３３.[２８]ＩＡｂａｎａｄｅｓꎬＳＨａｄｄａｄꎬＳＳａｃｃａꎬｅｔａｌ.ＳｅｌｅｃｔｉｖｅｓｕｒｆａｃｅＰＥＧｙｌａｔｉｏｎｏｆＵｉＯ－６６ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｓｔａｂｉｌｉｔｙꎬｃｅｌｌｕｐ￣ｔａｋｅａｎｄｐＨｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ[Ｊ].Ｃｈｅｍꎬ２０１７(２):５６４－５７８.[２９]ＳＪＴａｉꎬＷＱＺｈａｎｇꎬＪＳＺｈａｎｇꎬｅｔａｌ.ＦａｃｉｌｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＵｉＯ－６６ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｔｕｎａｂｌｅｓｉｚｅｓｉｎａｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｌｏｗｍｉ￣ｃｒｏｒｅａｃｔｏｒａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓａｎｄＭｅｓｏｐｏｒｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１６(２２０):１４８－１５４. [３０]ＣＱＣｈｅｎꎬＤＺＣｈｅｎꎬＳＳＸｉｅꎬｅｔａｌ.Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｏｇａｎｉｃｍｃｒｏｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｏｎｚｒｃｏｎｉｕｍｍｅｔａａｌ－ｏｇａｎｉｃｆａｍｅｗｏｒｋＵｉＯ－６６:ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＡＣＳＡｐｐｌ.ＭａｔｅｒꎬＩｎｔｅｒｆａｃｅｓꎬ２０１７(９):４１０４３－４１０５４.[３１]ＰＺＬｉꎬＸＪＷａｎｇꎬＪＬｉｕꎬｅｔａｌ.Ａｔｒｉａｚｏｌｅ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋａｓａｈｉｇｈｌｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｉｚｅ－ｄｅ￣ｐｅｎｄｅｎｔｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒＣＯ２ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ２０１６(１３８):２１４２－２１４５.[３２]ＡＮＷａｎｇꎬＹＪＺｈｏｕꎬＺＬＷａｎｇꎬｅｔａｌ.ＴｉｔａｎｉｕｍｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｗｉｔｈＵｉＯ－６６(Ｚｒ)－ｔｙｐｅｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋ(ＭＯＦ)ｆｏｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].ＲＳＣＡｄｖ.ꎬ２０１６(６):３６７１－３６７９.[３３]ＨＷｕꎬＹＳＣｈｕａꎬＶＫｒｕｎｇｌｅｖｉｃｉｕｔｅꎬｅｔａｌ.Ｕｎｕｓｕａｌａｎｄｈｉｇｈｌｙｔｕｎａｂｌｅｍｉｓｓｉｎｇ－ｌｉｎｋｅｒｄｅｆｅｃｔｓｉｎｚｉｒｃｏｎｉｕｍｍｅｔａｌ–ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋＵｉＯ－６６ａｎｄｔｈｅｉｒｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｇａｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ２０１３(１３５):１０５２５－１０５３２. [３４]ＭＴａｄｄｅｉꎬＰＶ.ＤａｕꎬＳＭＣｏｈｅｎꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｉｃｉｅｎｔｍｉｃｒｏｗａｖｅａｓｓｉｓｔｅｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＭＯＦＵｉＯ－６６:ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｃａｌｅｕｐ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ.ꎬ２０１５(４４):１４０１９－１４０２６.[３５]ＪＰＴｕꎬＸＬＺｅｎｇꎬＦＪＸｕꎬｅｔａｌ.Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ｉｎｄｕｃｅｄｆａｓｔｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｉｔａｎｉｕｍｉｎｔｏＵｉＯ－６６ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｃｏｍｍｕｎꎬ２０１７(５３):３３６１－３３６４.[３６]ＳＤＶｉｎｏｔꎬＧＭａｕｒｉｎꎬＣＳｅｒｒｅꎬｅｔａｌ.ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄＭＯＦｔｙｐｅＵｉＯ－６６(Ｚｒ):ＮＭＲａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｒｅｌａｘａｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｅｓｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈＤＦＴｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｍａｔｅｒꎬ２０１２(２４):２１６８－２１７７.ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓＵｉＯ－６６ＧＥＪｉｎ－ｌｏｎｇ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＢｅｎｇｂｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＢｅｎｇｂｕＡｎｈｕｉ２３３０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ(ＭＯＦ)ｈａｖｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅａｒｅａｏｆｇａｓｓｔｏｒａｇｅꎬｃａｔａｌｙｓｉｓꎬｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｎｓｉｎｇａｎｄｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｌａｒｇｅｓｕｒｆａｃｅａｒｅａꎬａｄｊｕｓｔａｂｌｅｐｏｒｏｓｉｔｉｅｓꎬｔｕｎａｂｌｅｐｏｒｅｓｕｒｆａｃｅꎬｖａｒｉｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ.ＵｉＯ－６６ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｚｉｒｃｏｎｉｕｍ(Ｚｒ)ｃｌｕｓｔｅｒｓａｓｓｅｃｏｎｄａｒｙｂｕｉｌｄｉｎｇｕｎｉｔｓａｎｄＢＤＣ(１ꎬ４－ｂｅｎｚｅｎｅｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ)ａｓｔｈｅｌｉｎｋｅｒｓ.Ｔｈｉｓｈｉｇｈｄｅｇｒｅｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎ￣ｎｅｃｔｉｏｎｉｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒｉｔｓｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙꎬｈｉｇｈＢＥＴｓｕｒｆａｃｅａｒｅａꎬｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ.ＦｏｒｔｈｅｐａｓｔｆｅｗｙｅａｒｓꎬＵｉＯ－６６ｈａｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｂｅｅｎａｔｔｒａｃｔｉｎｇｉｎｔｅｒｅｓｔｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓꎬｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｈｏｓｔ－ｇｕｅｓｔｃｈｅｍｉｓｔｒｙｆｉｅｌｄｓｓｕｃｈａｓｇａｓｓｅｐａ￣ｒａｔｉｏｎ/ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎꎬｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｉｎｇꎬｃａｔａｌｙｓｉｓꎬａｎｄｅｖｅｎａｓａｃｅｌｌｍａｔｅｒｉａｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓꎻＵｉＯ－６６ꎻａｄｓｏｒｐｔｉｏｎꎻｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｉｎｇꎻｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ２８。

金属有机骨架材料的性能与应用研究金属有机骨架材料（MOF）是一类由金属离子或金属团簇和有机配体构筑而成的晶态材料。

其在吸附、分离、储能、催化等领域具有广泛的应用前景。

本文将对金属有机骨架材料的性能和应用进行深入研究，并探讨其未来发展方向。

一、金属有机骨架材料的性能1. 比表面积金属有机骨架材料常具有巨大的比表面积，可达到几千平方米/克，这使得它们具有优异的吸附和储存气体分子的能力。

2. 孔径和孔容MOF材料的孔径和孔容可以通过合理选择有机配体和金属离子进行调控，从而实现对吸附分子的选择性吸附和分离。

3. 热稳定性金属有机骨架材料通常具有较高的热稳定性，这使得它们在高温下仍能保持其结构完整性和吸附性能。

4. 化学稳定性MOF材料具有较好的化学稳定性，能够在不同环境条件下保持其结构完整性，并且对水、酸、碱等物质的稳定性较好。

二、金属有机骨架材料的应用1. 气体吸附与分离金属有机骨架材料的巨大比表面积和可调控孔径使其在气体吸附与分离方面具有广泛应用前景。

例如，将CO2从燃煤电厂废气中吸附和分离出来，可有效减少温室气体的排放。

2. 气体储存金属有机骨架材料由于其高比表面积和可调控的孔径，可用于储存和释放气体分子。

这在氢能源储存、液化天然气等领域具有潜在的应用前景。

3. 催化应用MOF材料具有丰富的金属活性位点和可调控的孔道结构，这为其在催化应用方面提供了机会。

例如，将金属催化剂固定在MOF材料上，能够提高其催化活性和稳定性。

4. 光电材料金属有机骨架材料与其他功能材料的复合能够产生光电材料，如光电二极管、太阳能电池等。

这为MOF材料在能源转换领域的应用提供了新的思路。

三、金属有机骨架材料的发展方向1. 合成方法的优化目前，合成金属有机骨架材料的方法多种多样，但仍然存在部分合成条件复杂、产率低下等问题。

优化合成方法，提高合成效率和产物纯度，对于金属有机骨架材料的进一步发展具有重要意义。

2. 结构设计的理性化有机配体和金属离子在构筑金属有机骨架材料时起着关键作用。

材料科学中的金属有机框架研究金属有机框架（MOFs）是一类具有多孔结构的材料，由金属离子和有机配体组成。

由于其独特的结构和性质，MOFs在材料科学领域受到了广泛关注，并在储能、分离、催化等许多应用中展现出巨大的潜力。

本文将介绍MOFs的合成方法以及在材料科学中的应用。

MOFs的合成方法主要包括两步：金属离子与有机配体的配位和晶体生长。

在配位过程中，金属离子与有机配体通过坐标键形成框架结构。

有机配体的选择对于MOFs的结构和性质具有重要影响，不同的有机配体可以导致不同的孔隙结构和表面化学性质。

晶体生长是指MOFs的结晶过程，通常通过溶剂热法、溶剂蒸发法等方法进行。

在晶体生长过程中，控制反应条件可以调节MOFs的形貌和尺寸。

MOFs具有多孔结构，孔隙大小和形状可以根据需要进行调控。

这些孔隙可以用来储存气体，如氢气和甲烷，从而在储能和气体分离方面具有应用潜力。

MOFs还具有可调节的表面化学性质，可以用于吸附和分离不同的分子。

一些MOFs还具有催化活性，可以用于有机合成和环境保护等领域。

在储能方面，MOFs可以用来储存和释放气体。

由于其高比表面积和孔隙结构，MOFs能够有效地吸附和储存气体，如氢气和甲烷。

这对于氢能源和清洁燃料的研究具有重要意义。

在气体分离方面，MOFs可以根据分子大小和亲疏性进行分离。

通过调节MOFs的孔隙大小和表面化学性质，可以选择性地吸附和分离不同大小和极性的气体分子。

这对于工业气体分离和环境废气处理具有潜在的应用价值。

在催化方面，MOFs具有高度可调节的结构和表面化学性质，可以用于催化反应的催化剂。

MOFs中的金属离子可以作为活性中心，有机配体可以在反应中提供骨架支撑。

通过调节MOFs的结构和成分，可以设计和制备高效的催化剂，用于有机合成和环境保护等领域。

总之，金属有机框架是一类具有多孔结构和可调节性质的材料，具有广阔的应用前景。

在材料科学中，研究MOFs的合成方法和性质调控对于开发新型材料和应用具有重要意义。

金属有机骨架化合物作为储氢材料的研究进展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益增强，清洁、高效的能源存储技术成为了当前科技研究的热点。

其中，氢能源因其高能量密度、零污染排放和可再生性等优点，被认为是最具潜力的未来能源之一。

然而，氢气的安全存储和高效运输是实现其广泛应用的关键。

金属有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）作为一种新型的多孔材料，因其高比表面积、可调孔径和丰富的功能基团等特性，在储氢材料领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在综述MOFs作为储氢材料的研究进展，从MOFs的结构特点、储氢性能、影响因素以及未来发展方向等方面进行深入探讨，以期为氢能源的安全高效存储提供理论支持和技术指导。

二、金属有机骨架化合物概述金属有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）是一类由金属离子或金属团簇与有机配体通过配位键自组装形成的具有高度有序多孔结构的晶体材料。

由于其独特的结构和性质，MOFs 在储氢、催化、分离、传感、药物输送等多个领域展现出巨大的应用潜力。

MOFs的结构多样性是其最突出的特点之一。

通过选择不同的金属离子、有机配体以及合成条件，可以制备出具有不同孔径、形状和功能的MOFs。

这种高度的可设计性和可调性使得MOFs能够针对特定的应用需求进行定制合成。

在储氢领域，MOFs因其高比表面积、低密度和可调的孔结构而备受关注。

其开放的金属位点和可功能化的有机配体为氢气的吸附和存储提供了有利条件。

MOFs还可以通过合成后修饰等方法引入特定的官能团，进一步提高其对氢气的吸附能力和选择性。

然而，MOFs作为储氢材料在实际应用中也面临一些挑战，如稳定性、循环性能以及成本等问题。

因此，如何在保持MOFs高储氢性能的同时提高其稳定性和降低成本是当前研究的热点和难点。

总体而言，金属有机骨架化合物作为一种新型的储氢材料，其独特的结构和性质使其在储氢领域具有广阔的应用前景。

MOF 膜研究现状mof膜研究现状1.3mof膜的研究现状1.3.1mof的定义及研究进展金属有机骨架是一种金属有机杂化材料。

有机配体通过共价键或离子/共价键与单个金属或金属簇连接。

它是自组装形成的周期性网络结构。

它是一种具有规则孔隙的晶体多孔材料。

一般来讲，mof化合物可以大体上分为两类，一种是刚性结构，另一种是柔性结构。

刚性结构相对而言具有较为稳定和坚固的多孔结构，这种结构性质类似于沸石及其他无机多孔材料。

而柔性结构则对外界条件比较敏感，如压力、温度等，这种特点使得mof分子筛效应在某种程度上超越了沸石、活性炭。

早期的研究主要集中在mof结构的设计上，现如今已经有数千种不同结构的应用：MOF已被设计和开发，并在气体吸附、化学传感器[94]、催化[95]、离子交换[96]等领域引起了广泛关注，如图1-5所示。

历史：20世纪90年代初，日本藤田等人[97]合成了镉（II）和联吡啶的配合物。

1999年，wiliiams等人在《科学》杂志上报道了科大一号综合体（图1-7）。

该配合物由铜离子和均苯四甲酸组成，形成直径为0.9nm的孔结构。

同年，Yaghi等人利用对苯二甲酸和锌合成了孔径为1.2nm的MOF-5。

这两种结构在财政部的发展史上具有里程碑意义。

在未来几年的发展中，设计了越来越多的新型结构，如图1-6所示。

自2000年以来，财政部的研究发展迅速。

2002年，Yaghi等人通过对邻苯二甲酸的改性和膨胀成功合成了IRMOF系列结构。

如图1-8所示，该结构的孔径范围为0.38nm至2.88nm。

在2022，用咪唑配体合成了一种新的MOF结构ZIF（沸石咪唑骨架），并与Zn（II）或Co（II）配合。

ZIF是MOF家族的一个分支，通常为四面体结构。

咪唑配体与Fe（II）[98]、CO（II）、Cu（II）[99]和Zn（II）配位，形成了一种新的具有沸石结构的MOF结构。

m-im-m键类似于沸石的Si-O-Si键。