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金属-有机框架材料(MOFs)是一类以金属或金属团簇为节点通过有机配体相连接的空旷骨架多孔材料。MOFs具有丰富的孔道、结构可设计、结构清晰等优点,这使得MOFs在催化领域中得到了极大的关注。其中MOFs负载金属纳米催化剂(M/MOFs)由于其展现出的优异催化性能使其在近些年来得到了迅速的发展。然而与金属氧化物负载金属纳米催化剂相比,人们对M/MOFs的合成、结构以及催化性能间关系的理解仍然不够。此外,MOFs的合成大部分都是在溶剂热条件下进行,需要使用大量的有机溶剂,这使得MOFs的生产成本较高同时也对环境造成了一定的危害,限制了 MOFs在催化中的应用。为此本论文进行了以下研究:(1)采用常用的NaBH4和H2还原制备了两种UiO-66负载Pt催化剂(Pt/UiO-66),并探讨了它们催化CO氧化性能。论文探讨了不同还原方法对催化剂结构的影响以及催化剂结构与催化性能间的关系。结果表明,NaBH4(Pt/UiO-66-NaBH4)和 H2(Pt/UiO-66-H2)还原都能获得高分散的 UiO-66 载Pt催化剂,且两种催化剂展现了相当的CO氧化活性。将两种催化剂用于CO氧化的稳定性测试,结果表明Pt/UiO-66-NaBH4较Pt/UiO-66-H2具有更好的稳定性。通过催化剂结构分析表明,Pt/UiO-66-NaBH4更好的稳定性归因于其稳定的结构。同时稳定的结构还赋予Pt/UiO-66-NaBH4在CO氧化过程中良好的抗H2O和CO2能力。相比之下,Pt/UiO-66-H2的稳定性较差。经过CO氧化后,Pt/UiO-66-H2的孔道结构遭受了破坏以及Pt物种发生了氧化。为了进一步确认Pt/UiO-66-H2失活的原因,我们对催化剂进行了 CO-DRIFTS分析。结果表明,Pt/UiO-66-H2的失活主要归因于Pt物种的氧化而非多孔结构的破坏和碳酸盐物种的形成。此外,我们还通过DRITFS研究了 CO在两种催化剂上的氧化机理。结果表明,Pt/UiO-66-NaBH4和Pt/UiO-66-H2遵循不同的CO氧化机制,分别为Langmuir-Hinshelwood 和 Mars-van Krevelen 机制。(2)针对溶剂热合成的缺点,论文开发了一种无溶剂合成UiO-66的新策略。以少量环境友好的NH4Cl为模板剂或助剂,采用简单的球磨将其与ZrOC12(H2O)8和对苯二甲酸混合,在180℃熟化24h制备UiO-66。与溶剂热法相比,该方法不需要使用任何溶剂,环境友好而且操作简单。结构分析表明,合成的UiO-66具有多级孔结构,且比表面积与溶剂热合成的相当(1491 cm3 g-1)。同时论文也将无溶剂合成的UiO-66用于载Pt制备催化剂,催化剂在催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯的反应中展现了很好的活性。催化剂在H2压力为4 MPa,反应温度为110℃,反应时间为45 min时,γ-戊内酯的收率接近100%,该活性与溶剂热法合成的UiO-66负载Pt催化剂相当。