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金属纳米粒子@金属有机框架化合物(MNPs@MOFs)复合材料具有多样化结构以及优异的性能,目前在催化、传感、分离等众多领域得到了广泛应用,尤其在催化中具有十分出色的表现。然而,单一的MNPs@MOFs复合材料在催化中往往仍存在一些局限,例如回收过程中不易分离、金属纳米粒子易团聚或流失,一些特殊环境中无法应用等,在一定程度上限制了 MNPs@MOFs复合催化剂的发展。本文的研究内容是发现并总结目前MNPs@MOFs材料在催化中存在的应用局限,在此基础上设计合成具有新型结构的磁性MNPs@MOFs复合催化剂,以期能够解决上述问题。本文成功制备了两种催化剂:(1)中空磁性双壳层Void nFe3O4@Pd/ZIF-8@ZIF-8催化剂;(2)具有磁力驱动自搅拌功能的Fe3O4-NR@ZIF-8/Pt催化剂。这两种催化剂被成功应用于多相催化中,并对其催化性能进行了详细研究与总结。第一部分:为解决目前大多MNPs@MOFs催化剂存在的高催化活性与高循环使用性能两者只能占其一的局限,本工作设计合成一种具有中空结构的磁性双MOF壳层纳米球形催化剂一Void nFe3O4@Pd/ZIF-8@ZIF-8。其结构中内部巨大的空腔能够加速反应传质,从而提高催化活性;嵌在内壳层ZIF-8中的Fe3O4小颗粒使催化剂便于回收再用,从而有效提高催化剂的循环使用性能;内壳层ZIF-8能够高分散地限域尺寸较小的金属Pd纳米粒子,并防止其团聚;外壳层ZIF-8则能够保护整体结构稳定,并提供择形催化功能。该催化剂在加氢反应中表现出理想的优异性能。第二部分:为克服MNPs@MOFs催化剂在外力搅拌下传质效率低造成活性易受扩散影响,因机械强度较差易造成结构破碎,以及在一些特殊环境中无法应用等局限,本工作设计合成一种具有磁力驱动自搅拌性能的磁性棒状Fe3O4-NR@ZIF-8/Pt纳米催化剂,内部的棒状Fe3O4 NPs能够为整体提供自搅拌功能,有助于加速传质和提高稳定性;外壳层ZIF-8能够高分散地负载尺寸较小的Pt NPs并防止其团聚;整体Core-Shell结构也有助于保持结构的稳定性。在不同的催化体系中,该催化剂表现出优异的自搅拌催化性能及微体系应用,并且具有比外力搅拌下ZIF-8/Pt更出色的催化活性以及稳定性。