金属有机骨架用于CO2的吸附和转化

张传磊，钱建磊

(安庆师范大学化学化工学院，安徽 安庆 246133)

化石燃料燃烧排放出的大量CO2已造成严重的环境问题，如全球变暖，海水酸化和极端天气等[1-2]。因此，减少CO2的排放和降低大气中CO2的浓度已成为当务之急。研究[3-6]发现，将碳捕获技术应用于排放源，选用适当的材料捕获CO2是可行的办法。再通过碳转化技术将捕获的CO2转化为高附加值的化学品，是解决该类问题的有效手段。

在过去的几十年里，用于CO2捕获和转化的材料得到了广泛研究，如纳米多孔材料、离子液体、沸石、共价有机骨架和金属有机骨架(metal-organic framework，MOF)等[7-13]。MOF是一类由金属离子和有机配体组成的晶体多孔材料[14]，高孔隙率和大比表面积增加了其对CO2的吸附；MOF的清晰结构有助于了解MOF结构和性能之间的关系；MOF结合了均相和多相催化剂的优点，如催化效率高，稳定性好，容易分离和重复性好等；MOF的可设计性和可调性提供了多种用于CO2捕获和转化的活性位点，尤其是MOF中配位不饱和金属位点增强了CO2和MOF的相互作用。这些特点使MOF逐渐成为CO2捕获和转化的明星材料[1,14-17]。

在CO2的捕获和转化中，MOF经历了多个发展阶段。最初，通过调整MOF的结构，增大其比表面积和孔隙率；通过增加配位不饱和位点，提高MOF对CO2的吸附和选择性。基于此，人们开始将MOF用于CO2和其他气体的分离，主要是从CO2、CH4、CO和H2等混合气中分离CO2[1,12,18-20]。后来，采用MOF催化CO2转化为具有高附加值的化学品，如，催化CO2进行环加成反应生成环状碳酸盐[21-23]。

本文从以下几个部分综述了MOF催化剂在CO2捕获和转化方面的研究进展： MOF催化剂在CO2捕获和转化中的优势；……