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金属有机框架(MOFs)的特征在于其孔隙率、高表面积和孔体积、可调节的孔径和多活性位点。它在气体吸附、分离、电催化和光催化方面具有广泛的应用。利用含有羧基和N-杂环的多齿配体是合成新型多功能MOFs的一个重要趋势,这对构建高稳定性的MOFs具有重要意义。过渡金属Co是高效电催化氧还原(ORR)和光催化CO2还原反应的最佳金属之一。合成新型的、稳定的Co-MOF及其衍生物用于高效的电催化ORR和光催化CO2还原反应对燃料的制备和环境保护具有潜在的应用价值。本文利用简单的吸附反应的方法制备了两种Co-MOF衍生的纳米材料并探索了其电催化ORR性能。另外,又制备了两例结构新颖稳定的化合物[M2(H2O)(BTIA)2]·6H2O(M=Co、Ni)用于光催化CO2还原性能的研究。取得的主要成果为:1.利用简单、实用的吸附方法将两个Co-MOF(Co2(INA)4·DMF(HINA=异烟酸,1)和[Co2(TPI)(OH)(H2O)2]·DMF(H3TPI=5-(4-(四唑-5-基)苯基)间苯二甲酸,2)直接生长到低成本的商业碳(CC)上,得到的MOF/CCs进一步高温热解得到了微量的钴的氧化物负载的官能化的商业碳(Cal-MOF-1/CC(3)和Cal-MOF-2/CC(4))。电催化测试表明3和4与原始的商业碳相比,电催化ORR性能明显提高,其活性甚至高于商业的Pt/C催化剂,并且具有较好的稳定性和耐甲醇性能。2.利用过渡金属Co2+和Ni2+与4,6-二(1H-1,2,4-三唑-1-基)间苯二甲酸(H2BTIA)在溶剂热条件下反应制备了两个结构相同的MOFs:[M2(H2O)(BTIA)2]·6H2O(5:M=Co;6:M=Ni)。通过单晶X射线衍射仪、PXRD、IR和TG对其结构进行了表征。稳定性测试表明这两个MOF材料具有较好的稳定性,可大规模制备。在298 K下的CO2吸附等温线说明了这两种MOF对二氧化碳具有高的吸附性能。基于上述优点,Ru(phen)3Cl2用作光敏剂、TEOA为电子牺牲剂、在CH3CN:H2O=4:1的溶剂中对5和6的可见光催化CO2还原性能进行了进一步的探究。