随着现代工业的快速发展,人民生活水平不断提高,但工业生产中化石燃料的频繁使用催生了大量的污染气体,对大气环境造成了严重的破坏。NO_X是是化石燃料燃烧产生的一种主要污染气体,不仅会造成酸雨、雾霾和光化学烟雾等环境问题,还会对人体健康产生极大危害,比如会诱发癌症和心血管疾病等。因此需要对大量排放的污染气体进行有效治理,污染物的减排和降解是目前采取的最主要的方式。光催化剂可以吸收光来氧化还原反应物,是一种用于降解污染物的绿色健康的手段。但是传统半导体催化剂以Ti O₂、Zn O、Bi OCl等金属氧化物和铋盐为主,不仅难以吸收可见光而且光生载流子分离效率低下,导致了其光催化降解活性不高。金属有机框架（MOFs）材料相比较传统半导体材料而言具有更大的比表面积以及多孔结构,十分有利于气体的吸附。但是禁带宽度大、光生载流子分离阻力大的缺陷,极大限制了这一类材料在光催化领域的应用。本文系统研究了如何通过配体官能化来提高UIO-66（Hf）材料的可见光吸收能力,并开发出了一种新型合成方法,在UIO-66（Hf）中可控引入配体缺陷,极大提高了UIO-66（Hf）的光生载流子分离能力。通过调节UIO-66（Hf）的电子结构,从根本上提高该材料的光催化活性。本论文研究内容主要分为以下几个部分:1.配体官能化开启MOFs光催化潜力通过对UIO-66（Hf）材料的配体对苯二甲酸进行官能化,研究了修饰不同种类不同数目的基团对于UIO-66（Hf）材料在可见光下降解NO_X性能的影响。通过研究发现,配体主要负责UIO-66（Hf）材料对光的吸收和电子的激发。并且发现在配体中引入吸电子基团可以通过提高LUMO的形式来减少电子激发所需要的能量;引入给电子基团可以通过在能级间引入非键轨道的形式来降低电子激发所需要的能量;引入特殊基团,如-SO₃H、-COOH等,由于其基团中同时存在吸电子部分S、C原子和给电子部分-OH导致其无法有效降低电子激发所需的能量。还发现配体中无论是修饰两个给电子基团还是吸电子基团都可以有效增加UIO-66（Hf）对长波光吸收能力,都能够有效降低激发所需的能量,但是引入了四个吸电子基团后,由于吸电子基团对π电子云的对称吸引使其能量下降导致电子难以跃迁,反而大大提高电子激发所需能量。合成制备得到的Br₂-UIO-66（Hf）在可见光下（λ≥420 nm）对于流动相的NO_X具有80%的降解效率,并且能够有效抑制NO₂的生成。2.高压微波法——打破MOFs光催化壁垒开发了高压微波合成法用于制备高性能UIO-66（Hf）,可以通过控制合成过程中气压和甲酸的量,可控的在UIO-66（Hf）中引入配体缺陷。通过引入配体缺陷可以降低ΔE_LMCT的能量,减少光生载流子的分离阻力,从而增大光生载流子的分离效率,提高对光的利用效率。通过理论和实验结合,提出了高压微波合成过程中缺陷的形成机制。其中,微波极大加速了前驱液中四氯化铪形成铪氧簇,从而使得UIO-66（Hf）中的铪氧簇和有机配体之间形成了不饱和配位;通过对于整个体系中施以高压,可以将UIO-66（Hf）八面体笼进行挤压使其发生形变,导致未连接配体处的配位空间变小,使其无法与配体形成配位而保留材料的缺陷。通过可控引入配体缺陷,可以改变UIO-66（Hf）态密度从而降低ΔE_LMCT的能量,从根本上改变其电子机构,增大了光生载流子的分离能力。对于UIO-66材料来说,一般是通过负载贵金属、复合催化剂等方式提高其催化活性。而通过使用高压微波法来提高催化剂活性具有操作简单、成本低廉,催化活性提升效果显著的优势,对于开发高光催化性能MOFs材料有重要意义。