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纳米孔洞金属-有机骨架材料近年来在异相催化,选择性吸附,分离,离子交换,新型传感器,非线性光学材料等方面展现了广阔的应用前景。近年来大量新颖结构的纳米孔洞金属-有机骨架材料被报道,但其催化性质研究较少,关于催化动力学方面的研究更少。本论文利用动力学方法较系统的研究了纳米孔洞金属-有机骨架材料的催化性质,以分子氧或过氧化氢为氧化剂,产物无污染,环境友好,同时,动力学分析法是基于测量反应的反应速度以确定被测物浓度或量的一种分析方法,利用此方法研究纳米孔洞金属-有机骨架材料催化有机反应的催化活性及选择性,快速、灵敏、准确,同时对于研究和评价催化剂的活性及选择性,以及对探讨催化反应机理具有十分重要的意义。 本论文主要研究内容如下: 1.以纳米孔洞金属-有机骨架材料M3(BTC)2(H2O)x(M=CuII，CoII，NiII，BTC=间苯三酸)为催化剂,以分子氧为氧化剂,催化氧化对苯二酚,研究其催化动力学;具有介孔尺寸的纳米孔洞金属-有机骨架材料Cu3(BTC)2、AHU-1为催化剂,过氧化氢为氧化剂,研究其催化氧化苯甲醇生成苯甲醛的催化反应动力学行为,系统地讨论了纳米孔洞金属-有机骨架材料的催化动力学,考察了具有不同孔洞尺寸的金属-有机骨架催化剂、反应介质的pH值、催化剂与反应底物的摩尔比、反应温度等因素对对苯二酚催化氧化动力学的影响,研究结果表明,随着反应介质的pH值、催化剂与反应底物的摩尔比和反应温度的升高,准一级反应速率常数kobsd也会随之增大。根据实验结果,讨论了催化氧化反应动力学机理,建立了催化反应动力学模型。基于所建立的动力学模型和准一级反应速率常数kobsd,计算出了催化反应的活化能Ea,催化剂与底物间的吸脱附平衡常数KS以及该反应在催化剂催化内表面生成产物的表观一级速率常数kN。 2.不同孔洞尺寸及不同中心离子的纳米孔洞金属-有机骨架材料M3(BTC)2(H2O)x(M=CuII，ZnII，CoII，NiII)对催化氧化反应选择性的影响,以对苯二酚和邻苯二酚为反应底物,过氧化氢为氧化剂,利用动力学方法考察了催化氧化o，p-苯二酚的反应速率kobsd,得出o，p-苯二酚的催化反应速率常数,进而可求得对苯二酚与邻苯二酚氧化速率常数之比Rp/o。