摘  要： 金属有机骨架（MOFs）是一种在不同领域中用途广泛的材料。近来，非常稳定的锆或铪基MOFs材料发展迅速。无论是作为催化剂还是催化剂载体，它们的特性使他们在非均相催化中都是优先考虑的备选材料。现已经开发了各种技术，将活性物种包含在Zr-MOFs材料中，从而使这些催化剂在与它们的均相类似物比较时往往表现出较高的性能或不寻常的活性。催化功能通常包含在氧化锆节点、连接子，或封装在孔隙中。我们将在下文讨论一些代表性的例子，并着重凸显采用Zr-和Hf-MOFs材料在催化应用中的优势。91192

毕业论文关键词：金属—有机骨架，锆，铪，催化，连接子，封装

Abstract: Metal−organic frameworks (MOFs) are highly versatile materials that find applications in several fields。 Highly stable zirconium/hafnium-based MOFs were recently introduced and nowadays represent a rapidly growing family。 Their unique and intriguing properties make them privileged materials and outstanding candidates in heterogeneous catalysis, finding use either as catalysts or catalyst supports。 Various techniques have been developed to incorporate active species into Zr-MOFs, giving rise to catalysts that often demonstrate higher

performances or unusual activity when compared with their homogeneous analogues。 Catalytic functions are commonly incorporated at the zirconium-oxide node, at the linker, or encapsulated in the pores。 Representative examples are discussed, and advantages in adopting Zr and Hf- MOFs in catalytic applications are highlighted。

Keywords: metal−organic framework, zirconium, hafnium, catalysis, linker, encapsulation 

目  录

1 前言 3

2节点催化 6

2。1 在氧化锆节点处的催化 6

2。2 在金属节点处的催化 9

3封装催化剂 16

结  论 18

参 考 文 献 19

致  谢 23

1  前言

多相催化在生物催化系统的实际应用中发挥了突出作用。目前，最成功的非均相催化剂包括从氧化物材料，如氧化铝，铝硅酸盐沸石，或各种形式的负载型金属如金属纳米粒子、金属氧化物或金属有机配合物[1]。在非均相催化领域，需要有明确的、可调控的催化剂，这些催化剂要稳定且易于制备。非均相催化剂的其它相关特性包括高比表面积、结晶度和均匀性。事实上,大多数的非均相催化剂缺乏结构统一性和包含多个种类的活性的位点，最终可能导致在反应活性和选择性上有很大差异。所以，我们必须致力于它们自身的特性，特别是对大多数催化物种的识别。由于这些原因,关于在非均相催化系统中有关催化剂的结构与活性的关系有时很难给出。在过去的二十年里,多孔金属有机框架(MOFs)[2]—结晶和自组织组成的网状结构包括有机连接子和次级结构单元—已成为在非均相催化中有发展潜力的材料。MOFs作为催化剂载体和催化剂本身具有很大的潜力，因为他们可以具有许多理想的非均相催化剂的性能，最吸引人的是结晶度、活性位点均匀性，比表面积大、孔隙率等。

其它典型的多孔碳和其他各种载体缺少在介观和分子层次及原子层次精确表征，而MOFs刚好相反，因而材料具有明显的优点。这些特征对于X射线结构表征非常有用，包括探测活性位点的结构，因此使MOFs成为易于控制的、模型可以预测。此外,介孔的MOFs材料，当与那些微孔材料相比,如各种沸石，能更快地促进反应物和产物的扩散,使这些材料在液相反应时作为潜在非均相催化剂和催化剂载体[3]。