基于金属-有机框架的先进催化剂（上）

金属有机骨架（MOF）是一种著名的多孔材料具有许多优点（良好的结晶性、设计能力、易改性和灵活性），在气体吸附和分离、离子交换、荧光识别、非线性光学、分子磁体和铁电、多相催化、半导体等MOF跨越许多学科，如无机化学、有机化学、，配位化学、超分子化学、晶体工程与材料科学。MOF的设计、合成和应用吸引了巨大的兴趣广泛科学领域的关注。因此，值得释放一名专业人员出版物阐明了如此多的相关问题。在本章中，我们从MOF介绍，包括定义、分类、概念、术语、，和一些著名的研究。然后我们仔细总结了设计和合成从原材料、合成方法和设计策略三个方面，旨在实现MOF可控合成的目标。在此之后，我们报告MOF材料在吸附分离、有机物等方面的发展与应用催化、发光和药物传递。最后，我们简要概述了挑战和对MOF材料的展望，并在这方面提供了一些有前景的研究课题区域。

金属有机框架（MOF）是一种可调整的多用途框架材料，目前在世界范围内进行了深入研究。它们由广泛的有机和无机建筑单元是各种合成后修饰（PSM）。在过去几年中，改变财政部合成对其在许多领域的广泛应用做出了重大贡献，特别是在多相催化中。PSM用于改善MOF的物理化学性质，如稳定性或选择性，但主要是生成催化活性位点。这里，我们报告了不同的金属方法-（交换、掺杂、氧化还原转换）和基于配体的（功能化，交换、安装、拆除）MOF的PSM，可有效用于催化目的。PSM可以通过催化方式扩展MOF框架活性功能或有助于开放金属站点形成的缺陷工程。此外，将不同的修改程序组合为一个串联当各种反应促使框架发生若干变化时增长也表现为PSM，它可以控制催化有益的特性主要用于薄膜，常规方法无法实现。最近的财政部对PSM结果进行了审查，以显示新的途径和持续发展的网状化学领域，对新颖和更高效的催化剂。 

近年来，金属有机框架（MOF）为拓宽科学领域做出了重大贡献。由于其独特的特性，包括发达的表面积、高孔隙率、多种成分、可调和均匀的孔结构以及综合的功能，它们被应用于分离、药物递送、燃料储存、化学传感和催化等不同领域。原始MOF作为加速反应速度的材料的应用可能受到限制，主要是因为活性中心数量有限，且其机械和热稳定性较低。为了提高其催化性能，金属有机框架可以功能化或与多种材料集成，以获得复合材料或杂化材料。综述了MOFs及其复合材料作为催化剂在各种有机转化过程中的应用现状。特别关注烷烃、环烷烃、烷基苯、醇、硫醇、硫化物的氧化。此外，还介绍了金属有机骨架在氢化反应和C–C偶联反应中的作用。

随着传统化石燃料的消费以及全球环境的恶化，生物质价格化在过去几年受到越来越多的关注。生物质转化为高附加值化学品和重要原料将引起人们的极大兴趣和影响。生物质转化过程需要高效、耐用、高选择性和结构稳定的催化剂。本章重点介绍金属有机骨架（MOF）、MOF复合材料（金属、金属氧化物或与MOF结合的多金属氧酸盐）和MOF衍生材料（碳、碳负载金属或使用MOF作为前体的金属氧化物）作为固体催化剂的使用，以将生物质升级为重要的精细化学品。首先，我们将简要介绍生物质和MOF，然后根据底物类型简要介绍MOF和MOF基催化剂的生物质价化反应。最后一部分总结了MOF和MOF衍生结构用于生物质转化的最新技术、挑战以及前景。

由于化石燃料的大量燃烧，大气中CO2浓度迅速持续增加，全球生态系统正受到严重影响。因此，平衡大气中的CO2含量应该是我们当前的主要议程。为了将CO2浓度降至最低，碳捕集及其转化为有价值的化学物质正在全球范围内广泛应用。基于金属有机骨架（MOF）的材料具有多孔结构和可调节的结构特征，是实现这一目的的最佳候选材料。在此，我们详细讨论了MOF基材料在各种CO2转化反应中的设计、合成和催化应用。 

具有高效去除能力的光催化技术的迅速崛起引起了广泛关注。近年来，金属有机骨架（MOF）作为一种配位聚合物，由于其高比表面积和可调节孔结构等特点，也被应用于光催化水净化领域。然而，所构建的MOF水稳定性差、再利用率低、光催化能力差，限制了其在环境修复中的应用。为了解决这些问题，许多研究人员致力于通过添加其他物质来设计高效的MOF基复合材料。本章主要介绍了MOF基复合材料在光催化去除水中各种污染物方面的研究现状。此外，对MOF及其复合材料的合成策略以及水中污染物的光降解进行了综述和举例说明。还简要分析了一些MOF基复合材料的可能去除机理。最后，详细介绍了MOF及其复合材料的研究成果和展望。