【摘 要】
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金属-有机框架材料（MOFs）因具有明确的结构、丰富的有序孔道、大的比表面积、孔道可调变以及易功能化等特性,被广泛用于多相催化剂的制备。将MOFs与其它催化剂（如金属、金属氧化物等）进行复合不仅能够保留各组分的优势,还能提高催化剂的催化性能。然而目前合成MOFs基催化剂主要在溶剂中进行。为了更好的溶解有机配体,溶剂通常选用一些成本高、有毒的有机溶剂,这容易造成环境污染,不符合绿色化学和可持续发展的
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金属-有机框架材料（MOFs）因具有明确的结构、丰富的有序孔道、大的比表面积、孔道可调变以及易功能化等特性,被广泛用于多相催化剂的制备。将MOFs与其它催化剂（如金属、金属氧化物等）进行复合不仅能够保留各组分的优势,还能提高催化剂的催化性能。然而目前合成MOFs基催化剂主要在溶剂中进行。为了更好的溶解有机配体,溶剂通常选用一些成本高、有毒的有机溶剂,这容易造成环境污染,不符合绿色化学和可持续发展的理念。此外,合成MOFs与低价金属复合催化剂时,往往需要还原,然而还原过程通常会导致MOFs骨架部分坍塌,这不仅降低了催化剂的合成效率,同时还不利于MOFs基催化剂构-效关系的研究。基于以上背景,本论文开发出一种绿色便捷的无溶剂原位氢还原方法制备MOFs与低价金属复合催化剂,具体的研究内容如下:（1）ZIF-8是一种经典的MOFs,具有类分子筛结构,贵金属催化剂由于其优异的催化性能被应用于催化各类反应。本论文采用机械研磨法将醋酸锌和醋酸钯进行混合,并在空气氛围下焙烧制备Pd O/Zn O。将制备的Pd O/Zn O与2-甲基咪唑混合,在H2氛围下加热合成Pd/ZIF-8催化剂。通过XRD、XPS、TGA、H2-TPR等表征表明,Pd O/Zn O中的Zn O几乎全部转化成ZIF-8,同时Pd O也被原位还原成金属Pd。该合成方法操作简单,无需使用溶剂,不需额外的还原步骤,且合成过程中Pd几乎没有流失。将制备的Pd/ZIF-8催化剂用于催化苯乙烯加氢反应,结果表明Pd/ZIF-8展现出良好的加氢活性,在35℃,1 atm H2的条件下反应12 h,苯乙烯的加氢转化率>99%。（2）含铜催化剂被广泛应用于催化各类反应,是一类重要的催化剂,尤其是低价铜催化剂。论文基于上述的无溶剂原位氢还原合成策略,制备低价铜与MOF的复合催化剂。采用机械研磨法将CuO和Zn O进行混合,将制备的CuO/Zn O与2-甲基咪唑混合,在H2氛围下加热合成CuOx/ZIF-8（x<1）催化剂。通过XRD、TGA、XPS、AES等表征表明,CuO/Zn O中的Zn O几乎全部转化成ZIF-8,同时CuO也被原位还原成低价的单质铜和一价铜。将制备的CuOx/ZIF-8催化剂用于催化C-H的氧化活化反应,结果表明CuOx/ZIF-8展现出良好的催化C-H键氧化活化性能。
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