金属有机框架材料的绿色合成

张彦星 ，吴一楠 ，2，李风亭 ，2

（1.同济大学环境科学与工程学院，上海200092；2.上海污染控制与生态安全研究院）

全球对可持续技术的需求推动了新型材料和工艺的开发， 这些材料和工艺可以改进传统材料和工艺的不足，同时将环境、社会和经济成本降至较低水平［11］。 目前，对于化学工艺在能源和材料效率、安全性和环境方面的审查越来越严格［12-13］，从而推动了有机化学合成中绿色指标的出现，例如环境因子［14］、原子效率［14］和生命周期评估［15］等，这些指标的出现促进了更清洁、更高效的化学反应的开发。

金属有机框架材料（MOFs）被列为绿色材料是由于其本身的设计适用于各种绿色应用（例如能量存储［16］、光收集［17］或催化［18］），而不是其制备方法是环境友好及可持续的。 对合成材料和过程的关注不足严重阻碍了金属有机框架材料的商业化， 因此必须开发可持续、可扩展且成本较低的合成方法［19］。然而这一过程是较为困难的， 因为以往的绿色合成和绿色化学的概念只局限于有机化学领域， 但MOFs是有机/无机杂化材料，独特的配位过程将带来更多的挑战［20-23］。

MOFs 是一种由金属和有机配体通过自组装形成的多孔配位聚合物材料（见图1），这种材料在近20 a 得到了飞速的发展［13］。 这些能够保持稳定不变孔隙率的框架结构赋予了MOFs 的独特性质， 例如极高的孔隙率、巨大的内部比表面积以及骨架柔性。这样的性质使得人们可以通过设计MOFs 的拓扑结构来使其专门应用于节能及环保相关领域， 包括气体捕集和存储［14，24-25］、药物输送［26］、光催化［27］、太阳能燃料的生产以及催化降解［28］等。……