功能化金属有机框架材料催化二氧化碳转化研究进展
2021-07-10廖再添陈治洲孙为银
无机化学学报 2021年7期
关键词:催化剂
赵 丹 廖再添 张 旺 陈治洲 孙为银
(1宁波大学海洋学院,宁波 315832)
(2南京大学化学化工学院,配位化学国家重点实验室,南京 210023)
(3温州大学电气与电子工程学院,温州 325035)
0 引 言
金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是以金属离子或金属簇为节点与有机桥联配体通过配位作用形成的具有特定网络结构的功能性材料,是近年来在无机化学与晶体工程交叉领域研究最为活跃的领域之一[1-5]。MOFs 材料有比表面积大、孔径及孔道结构可调、金属及有机配体丰富多样、易于功能化等诸多优点,使其在气体吸附存储与分离、磁性材料、电子与质子传递、生物及化学传感、光电材料、分子识别与拆分、生物医学和多相催化等广阔领域具有潜在的应用价值[6-12]。近年来,MOFs 在催化领域的应用研究越来越广泛[13-14]。MOFs 结构中排列紧密、均匀分散的催化活性位点有利于加速催化反应;并且其较多的孔结构也进一步确保了每个催化活性位点与反应底物的接触;同时,MOFs 结构中较大的孔道有利于运输催化反应底物和产物。此外,由于MOFs 结构和功能独特的可设计性及可调性等特点,可以通过改变有机配体和金属中心的种类,进而实现具有高效催化性能的新型MOFs 材料的设计。由于MOFs 材料在催化方面的良好性能,目前以其作为非均相催化剂来捕捉并固定二氧化碳(CO2)已成为其应用的一个重要方向[15]。MOFs 材料的框架结构可以有效地捕捉CO2分子作为反应物,同时其结构中存在的金属配位不饱和位点和活性有机官能团可以作为反应的活性位点进一步催化CO2转化。……
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