金属有机骨架是通过有机配体和金属离子络合而成的一种类沸石材料,其具有多孔性、大的比表面积、不饱和金属活性位点等特点,在气体吸附和分离、离子交换、催化、膜分离、光学及磁学等领域有着广泛的应用前景。CuBTC是一种典型的具有Lewis酸活性位点的金属骨架材料,其催化性能得到了广泛研究,但是它对CO催化氧化机理的理论研究及对苯甲醇液相催化氧化尚未报道,因此我们的研究显得十分必要。采用密度泛函第一性原理,我们研究了CO、O2在CuBTC上的吸附,发现CO和O2均吸附在CuBTC中Cu的top位,与O2相比,CO的吸附能较大,当二者同时存在时优先吸附CO,然后研究了CO在CuBTC上的氧化机理,发现O2在CuBTC上很难被活化,Eley-Rideal (ER)路径的能垒高达4.56eV,同时铜的配位数决定了CO与O2很难在Cu-BTC的Cu上形成共吸附,我们得出结论认为CO在CuBTC的氧化是Quasi-Langmuir-Hinshelwood机理。归纳为(1)首先形成中间体OOCO,进一步分解成CO2(2)与CuBTC配位的活性氧与另一CO反应。本文进一步研究了CuBTC对苯甲醇氧化反应的催化氧化性能,研究表明温度对催化剂的催化活性有较大影响,随着温度的升高,催化剂活性增大,但是温度达到70℃时,双氧水会发生快速分解,放出大量热量,使骨架结构发生坍塌。进一步的研究显示在一定温度下催化剂CuBTC和氧化剂H2O2用量的增加,有助于提高苯甲醇的转化率,在0.1g,2.5ml时反应1h,苯甲醛和羟基苯甲醇(邻、对位羟基苯甲醇)的选择性达到最大值。