金属纳米颗粒(MNPs)作为经典的多相催化活性中心,在催化领域具有非常广泛的用途。尽管MNPs周围的化学环境对其催化性能有非常重要的影响,但受传统多相催化剂结构精准剪裁的限制,在相关方面的研究存在较大的挑战。为了能让金属纳米颗粒在催化反应中发挥持久高效的作用,我们可以通过引入诸如金属氧化物、介孔二氧化硅等传统载体或表面活性剂来改善其易团聚的缺点。然而这些方法往往会带来其不利的一面,如表面活性剂容易引起MNPs的表面被紧紧包覆,从而影响其活性位有效利用的问题;而如果担载在传统载体(如氧化物)上,由于MNPs与载体界面接触有限,则不利于稳定MNPs及其选择性的调控。因此我们采用金属有机框架材料(MOFs)作为金属纳米颗粒的主体(host)来解决以上提及的问题。在本论文中,我们将Pd纳米颗粒限域在UiO-66系列MOF的孔道中,得到复合材料 Pd@UiO-66-X(X=H,OMe,NH2,2OH,2OH(Hf))。通过改换合成 MOF的金属簇及配体,Pd纳米颗粒的表面化学环境可以得到充分的调节和改变。将该系列催化剂用于催化苯甲酸的催化加氢反应,我们可以得到一系列差异性的活性,其活性顺序为 Pd@UiO-66-OH>Pd@UiO-66-2OH(Hf)>Pd@UiO-66-NH2>Pd@UiO-66-OMe>Pd@UiO-66-H。通过进一步的理论计算与一氧化碳原位红外吸附实验我们可以发现,这些活性的差异不仅与Pd表面与MOF之间的电荷转移有关,还和底物在催化剂上不同的吸附能密不可分。所以,优化后的Pd@UiO-66-OH因其负载的Pd具有高电子密度以及与底物相对合适的吸附能,在该系列催化剂中呈现出最高的苯甲酸催化加氢活性。