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本论文以均苯并菲三酸(H3TTCA)为配体,采用溶剂热合成法,与稀土金属Ce(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)分别组装得到两个三维金属有机框架[Ce(TTCA)(H2O)]?DMF?H2O(Ce-TTCA)和[Nd(TTCA)H2O]·DMF·H2O(Nd-TTCA)。通过单晶/粉末-X射线衍射、元素分析、气体吸附、紫外和热重分析对金属有机框架Ce-TTCA和Nd-TTCA的组成、结构和稳定性进行了表征,并对其分别进行光催化分解水产H2、CO2转化性能的研究。(1)以H3TTCA作为配体,利用溶剂热技术与Ce(NO3)3·6H2O反应获得稳定的金属有机框架Ce-TTCA。在Pt作为助催化剂条件下,Ce-TTCA在pH=2和12的水溶液中实现光催化分解水产H2,其速率分别为60.3和348.8μmol g-1h-1。值得注意的是,Ce-TTCA中的Ce3+部分氧化为Ce4+不仅增强了捕获可见光的能力,而且促进了电荷的有效分离,从而大大提高了光催化分解水产H2的活性。其中,Ce4+含量为65%的Pt/Ce-TTCA-65的产H2性能是Pt/Ce-TTCA-0的6倍,这充分说明了金属氧化态在光催化分解水过程中的关键作用。实验和理论计算结果进一步证明了金属氧化态的提高有利于促进电子-空穴有效分离,进而增强光催化分解水产H2的性能。(2)通过溶剂热技术,引入H3TTCA配体与Nd(NO3)3·6H2O反应获得了超稳定的三维金属有机框架Nd-TTCA,其具有良好热稳定性和化学稳定性。Nd-TTCA分别在300℃的空气中活化2小时和pH 1-12的沸水溶液中浸泡7天,其结构框架和结晶性基本不变。值得注意的是,相比于H3TTCA,Nd-TTCA对CO2具有强吸附作用和具有路易斯酸性Nd(Ⅲ)催化位点。CO2催化转化结果显示:相比于H3TTCA,Nd-TTCA在光催化CO2还原为HCOOH中的活性提高了5倍,并将CO2与缩水甘油环加成获得环状碳酸酯的转化率提高了10倍。实验结果进一步证明将富含π电子的有机配体掺入Nd-TTCA中,有利于提高CO2光催化还原为HCOOH的性能以及CO2与环氧化物环加成获得环状碳酸酯的催化效率。