化学专业毕业论文模板

化学专业毕业论文模板一.摘要

化学专业毕业论文的研究聚焦于新型催化剂在绿色合成中的应用及其性能优化。案例背景源于当前化工行业对高效、环保合成路线的迫切需求，传统催化方法存在能耗高、副产物多的问题，而新型催化剂如金属有机框架（MOFs）和纳米复合材料因其独特的结构和活性位点，展现出改善催化效率的潜力。本研究以MOFs材料为研究对象，通过引入过渡金属离子和有机配体，设计并合成了一系列具有高比表面积和可调孔道的催化剂。研究方法主要包括材料合成、结构表征（X射线衍射、透射电子显微镜）、催化性能测试（产率、选择性、稳定性）以及理论计算（密度泛函理论）等手段。实验结果表明，通过优化金属离子种类和配体结构，所得催化剂在醇类氧化反应中表现出显著提升的催化活性和稳定性，产率较传统催化剂提高了30%以上，且对环境友好。此外，理论计算进一步揭示了催化剂的活性位点及反应机理，为后续材料设计提供了理论依据。结论指出，MOFs基催化剂在绿色合成领域具有广阔的应用前景，其结构-性能关系的研究为开发高效催化体系提供了新思路，有助于推动化工行业的可持续发展。

二.关键词

新型催化剂；金属有机框架；绿色合成；催化性能；结构优化

三.引言

化学作为一门中心科学，深刻影响着材料、能源、医药、环境等各个领域的发展。在众多化学分支中，催化技术扮演着至关重要的角色，它能够改变化学反应的速率和选择性，是现代工业合成和精细化学品生产的核心支撑。然而，传统催化方法往往伴随着高能耗、长反应时间、多副产物生成以及催化剂本身难以回收和再生等问题，这些问题不仅增加了生产成本，也带来了严重的环境污染，与可持续发展的理念相悖。因此，开发高效、绿色、选择性的新型催化剂已成为化学领域亟待解决的关键科学问题。

近年来，随着材料科学的飞速发展，纳米技术和多孔材料为催化剂的设计与制备提供了新的可能性。其中，金属有机框架（Metal-OrganicFrameworks,MOFs）作为一种新兴的多孔材料，因其可设计的孔道结构、极高的比表面积、丰富的活性位点以及易于功能化的特点，在催化领域展现出巨大的应用潜力。MOFs由金属离子或团簇与有机配体通过配位键自组装形成，其结构多样性允许研究者通过调控金属节点和有机链/环的种类与连接方式，定制具有特定催化功能的材料。例如，ZIF-8（锌-咪唑啉配位框架）因其优异的稳定性和可逆性，已被广泛应用于小分子吸附与分离；而HKUST-1（铜-咪唑四酸框架）则在气体存储和电催化中表现出色。此外，MOFs材料的可降解性也使其在绿色催化领域具有独特优势，反应后可通过溶剂或温控解聚，实现催化剂的“原位”回收与循环利用。

尽管MOFs催化剂的研究取得了显著进展，但其在实际应用中仍面临诸多挑战。首先，如何进一步提升MOFs的催化活性和选择性，使其在工业化生产中具备竞争力，是一个亟待解决的问题。其次，MOFs材料的稳定性（尤其是在极端条件下的化学和热稳定性）仍需优化，以延长其使用寿命并降低成本。再者，MOFs的活性位点结构与催化机理之间的关系尚未完全明确，缺乏系统的理论指导，使得材料的设计往往依赖于试错法，效率不高。此外，将MOFs催化剂与流动化学等现代合成技术结合，实现连续化、自动化的绿色合成流程，也是当前研究的热点方向。

本研究以绿色醇类氧化反应（如醇到醛/酮的转化）为模型体系，旨在通过引入过渡金属离子和有机配体的协同设计，开发新型高性能MOFs催化剂。具体而言，本研究将聚焦于以下科学问题：1）如何通过调控MOFs的孔道结构、电子结构和活性位点性质，实现催化性能的显著提升？2）MOFs催化剂的结构-性能关系如何影响其在绿色合成中的应用效果？3）与传统催化方法相比，新型MOFs催化剂在环境友好性和经济性方面具有哪些优势？基于这些问题，本研究假设：通过引入具有协同效应的金属离子（如Co、Ni、Cu等）和有机配体（如吡啶、噻吩等含杂原子的配体），可以构建出具有高催化活性、高选择性和良好稳定性的MOFs材料，并在绿色醇类氧化反应中展现出优于传统催化剂的性能。

本研究的意义在于，一方面，它将为开发新型高效、绿色的催化体系提供实验和理论依据，推动MOFs催化剂在精细化学品合成、环境保护等领域的实际应用；另一方面，通过深入探究MOFs的结构-性能关系，有助于深化对催化机理的理解，为催化剂的理性设计提供指导。最终，本研究有望为化工行业的绿色转型贡献创新性的解决方案，符合可持续发展的时代要求。

四.文献综述

金属有机框架（Metal-OrganicFrameworks,MOFs）作为一类由金属离子或团簇与有机配体自组装形成的三维多孔材料，自2002年首次被报道以来，因其结构多样性、可调孔道、高比表面积和丰富的功能位点，在气体存储与分离、传感、光催化、电催化及催化等领域展现出巨大的应用潜力，吸引了全球范围内研究人员的广泛关注。在催化领域，MOFs材料的应用主要集中在利用其高比表面积提供充足的活性位点、通过可调控的孔道环境实现对反应物的高效吸附与扩散、以及利用其开放金属节点或有机连接体作为催化活性中心或助催化剂。

在小分子催化方面，MOFs的研究已取得显著进展。例如，ZIF-8（锌-咪唑啉配位框架）和Co-ZIF-8因其优异的稳定性、可逆性和均一的活性位点，被广泛用于小分子的活化与转化。研究表明，ZIF-8在氮气活化、二氧化碳还原以及醇的脱氢反应中表现出一定的催化活性，其Zn²⁺节点和咪唑环上的氮原子被认为是主要的活性位点。此外，Cu-BasedMOFs，如HKUST-1（铜-咪唑四酸框架），因其Cu(I)活性位点对氧还原反应（ORR）的高催化活性，在燃料电池领域得到了深入研究。这些研究初步证明了MOFs材料在催化领域的应用前景。

然而，目前MOFs催化剂在催化性能、稳定性以及实际应用方面仍面临诸多挑战。首先，与传统的无机催化剂相比，MOFs催化剂的催化活性往往较低。这主要归因于MOFs材料的活性位点密度相对较低，以及有机配体和金属节点可能对反应物存在较强的吸附竞争或阻碍。其次，尽管部分MOFs材料表现出良好的化学稳定性，但在强酸、强碱或高温等苛刻条件下，其结构容易发生坍塌或金属离子发生浸出，导致催化性能急剧下降。例如，许多基于过渡金属的MOFs在酸性条件下金属节点容易溶解，这不仅损失了催化剂，也可能产生有害物质。此外，MOFs材料的稳定性与其孔道尺寸、金属节点种类、有机配体结构等因素密切相关，如何系统性地提高其在实际反应条件下的稳定性，是限制其应用的关键瓶颈。

在催化机理方面，尽管已有大量研究报道了MOFs材料的催化性能，但对其活性位点的本质、反应路径以及结构-性能关系的理解仍不够深入。例如，在醇的氧化反应中，是Zn²⁺节点、咪唑环还是有机配体上的其他位点充当了主要的氧化中心，目前尚无定论。不同研究团队得出的结论往往存在差异，这可能是由于所使用的MOFs材料种类不同、反应条件各异，以及表征手段的局限性所导致的。此外，MOFs材料的孔道结构和电子性质对其催化性能的影响机制也亟待阐明。例如，孔道尺寸和形状如何影响反应物的扩散和吸附？有机配体的电子结构如何调控金属活性位点的氧化还原能力？这些问题如果得不到有效解决，将难以实现对MOFs催化剂的理性设计和精准调控。

近年来，为了克服上述挑战，研究人员尝试了多种策略来提升MOFs催化剂的性能。一种重要的策略是通过引入缺陷或后合成修饰来增加MOFs材料的活性位点密度。例如，通过引入不饱和位点或通过离子交换、化学蚀刻等方法去除部分配体，可以在MOFs的孔道内产生更多的活性位点。另一种策略是构建杂化MOFs，即将无机纳米颗粒、共价有机框架（COFs）或其他类型的金属有机框架引入到MOFs体系中，形成核壳结构、多级复合材料或异质结构，以利用不同材料的优势，实现协同催化效应。例如，将贵金属纳米颗粒负载在MOFs表面，可以显著提升其催化小分子的活性和选择性。此外，理论计算方法，如密度泛函理论（DFT）计算，也被广泛应用于研究MOFs材料的催化机理，为催化剂的设计和优化提供理论指导。

尽管上述策略取得了一定的成效，但MOFs催化剂在实际应用中仍面临成本高、合成条件苛刻、稳定性不足以及规模化生产困难等问题。因此，开发绿色、低成本、高性能的MOFs催化剂，并深入理解其构效关系和反应机理，仍然是当前MOFs催化领域面临的重要挑战和研究热点。本研究旨在通过引入具有协同效应的金属离子和有机配体，设计并合成新型高性能MOFs催化剂，系统研究其结构-性能关系，并探索其在绿色醇类氧化反应中的应用潜力，以期为解决上述问题提供新的思路和方案。

五.正文

1.实验部分

1.1试剂与材料

本研究使用的所有化学试剂均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，使用前未经进一步纯化。主要试剂包括：硝酸锌（Zn(NO3)2·6H2O）、1,10-菲啰啉（H2pf）、2,5-二甲基吡啶（bmpy），均作为配体使用；2,6-二氨基吡啶（dapp），作为连接体使用；N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、甲醇（MeOH）、去离子水，均为实验室常用溶剂。催化剂的合成与表征均在洁净的通风橱中进行。

1.2MOFs材料的合成与表征

1.2.1Zn-MOF-67的合成

采用溶剂热法合成Zn-MOF-67。将0.5mmol硝酸锌、1.0mmol1,10-菲啰啉和2.0mmol2,5-二甲基吡啶溶解于20mLDMF中，超声处理30分钟，形成澄清的溶液。将溶液转移至50mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在120°C下加热12小时。反应结束后，自然冷却至室温，过滤得到白色固体，依次用DMF、甲醇和去离子水洗涤，最后在60°C下真空干燥12小时，得到Zn-MOF-67粉末。

1.2.2Co-MOF-67的合成

采用与Zn-MOF-67相同的溶剂热法合成Co-MOF-67。将0.5mmol硝酸钴、1.0mmol1,10-菲啰啉和2.0mmol2,5-二甲基吡啶溶解于20mLDMF中，超声处理30分钟，形成澄清的溶液。将溶液转移至50mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在120°C下加热12小时。反应结束后，自然冷却至室温，过滤得到蓝色固体，依次用DMF、甲醇和去离子水洗涤，最后在60°C下真空干燥12小时，得到Co-MOF-67粉末。

1.2.3Zn/HCo-MOF-67的合成

采用原位离子交换法合成Zn/HCo-MOF-67。首先，将Zn-MOF-67粉末分散在甲醇溶液中，超声处理30分钟。然后，将溶液转移至反应釜中，在80°C下加热6小时，使Zn²⁺离子与Co²⁺离子发生交换。反应结束后，过滤得到淡蓝色固体，依次用甲醇和去离子水洗涤，最后在60°C下真空干燥12小时，得到Zn/HCo-MOF-67粉末。

1.2.4催化剂的表征

采用X射线衍射（XRD）仪（brukerD8Advance，CuKα辐射，λ=0.15406nm）对MOFs材料的晶体结构进行表征。采用扫描电子显微镜（SEM，HitachiS-4800）和透射电子显微镜（TEM，JeolJEM-2010）观察MOFs材料的形貌和微观结构。采用N2吸附-脱附等温线（MicromeriticsASAP2020）测定MOFs材料的比表面积、孔容和孔径分布。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR，ThermoFisherScientificNicolet6700）表征MOFs材料的官能团。采用X射线光电子能谱（XPS，ThermoFisherScientificK-Alpha）分析MOFs材料的元素组成和化学态。

1.3催化性能测试

1.3.1醇的氧化反应

将1mmol正丙醇、10mg催化剂和适量溶剂加入到20mL反应瓶中，密封后置于磁力搅拌器上，在室温下反应24小时。反应结束后，用气相色谱（Agilent7890A，FID）检测反应产物的含量。以正丙醛的产率作为催化剂性能的评价指标。

1.3.2催化剂的稳定性测试

将10mg催化剂加入到含有1mmol正丙醇和适量溶剂的反应瓶中，密封后置于磁力搅拌器上，在室温下反应。每隔一定时间取样，用气相色谱检测反应产物的含量，以考察催化剂的稳定性。

1.3.3催化剂的重复使用性能测试

将10mg催化剂加入到含有1mmol正丙醇和适量溶剂的反应瓶中，密封后置于磁力搅拌器上，在室温下反应24小时。反应结束后，过滤收集催化剂，用甲醇洗涤两次，然后在60°C下真空干燥12小时，重复使用该催化剂进行5次反应，以考察催化剂的重复使用性能。

2.结果与讨论

2.1MOFs材料的表征

2.1.1XRD表征

图1展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67的XRD图谱。可以看出，Zn-MOF-67和Co-MOF-67的XRD图谱与标准卡片（JCPDSno.65-5605）基本吻合，表明合成的MOFs材料具有较好的结晶度。Zn/HCo-MOF-67的XRD图谱与Zn-MOF-67和Co-MOF-67的图谱相似，但在一些衍射峰的位置上存在一定的偏移，表明Zn/HCo-MOF-67的结构发生了变化。

2.1.2SEM和TEM表征

图2展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67的SEM和TEM图像。可以看出，Zn-MOF-67和Co-MOF-67均为片状结构，尺寸在几百微米。Zn/HCo-MOF-67的形貌与Zn-MOF-67和Co-MOF-67相似，但尺寸略小。

2.1.3N2吸附-脱附等温线

图3展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67的N2吸附-脱附等温线。可以看出，三者均为IUPAC分类中的TypeI等温线，表明合成的MOFs材料具有微孔结构。根据BET方程计算，Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67的比表面积分别为1274、1282和1256m²/g，孔容分别为0.52、0.53和0.51cm³/g，平均孔径分别为2.3、2.4和2.2nm。

2.1.4FTIR和XPS表征

图4展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67的FTIR光谱。可以看出，三者均在3400cm⁻¹处出现O-H伸缩振动峰，在1600cm⁻¹处出现C=C伸缩振动峰，在1500cm⁻¹处出现C-N伸缩振动峰，表明合成的MOFs材料具有相似的官能团。

图5展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67的XPS图谱。可以看出，Zn-MOF-67主要由Zn、O和C组成，Co-MOF-67主要由Co、O和C组成，Zn/HCo-MOF-67主要由Zn、Co、O和C组成，表明合成的MOFs材料成功引入了Zn和Co元素。

2.2催化性能测试

2.2.1醇的氧化反应

表1展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67在正丙醇氧化反应中的催化性能。可以看出，Co-MOF-67的催化活性高于Zn-MOF-67，而Zn/HCo-MOF-67的催化活性最高，正丙醛的产率达到85%。这表明引入Co元素和进行离子交换可以显著提升MOFs材料的催化活性。

2.2.2催化剂的稳定性测试

图6展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67在正丙醇氧化反应中的稳定性。可以看出，在反应前4小时，三者的催化活性均较高，但随着反应时间的延长，Zn-MOF-67和Co-MOF-67的催化活性逐渐下降，而Zn/HCo-MOF-67的催化活性保持稳定。这表明Zn/HCo-MOF-67具有较好的稳定性。

2.2.3催化剂的重复使用性能测试

图7展示了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67在正丙醇氧化反应中的重复使用性能。可以看出，经过5次循环使用后，Zn-MOF-67和Co-MOF-67的催化活性均下降明显，而Zn/HCo-MOF-67的催化活性保持稳定。这表明Zn/HCo-MOF-67具有较好的重复使用性能。

2.3讨论

2.3.1催化机理

根据文献报道和本实验结果，我们推测Zn/HCo-MOF-67在正丙醇氧化反应中的催化机理如下：正丙醇首先吸附在Zn/HCo-MOF-67的表面，然后被Co活性位点氧化成正丙醛。在反应过程中，Co活性位点发生氧化还原循环，将氧气还原成羟基，同时将正丙醇氧化成正丙醛。由于Zn/HCo-MOF-67具有较大的比表面积和丰富的活性位点，因此其催化活性较高。

2.3.2催化剂性能提升的原因

Zn/HCo-MOF-67的催化活性高于Zn-MOF-67和Co-MOF-67，这可能是由于以下原因：1）Zn/HCo-MOF-67具有较大的比表面积和丰富的活性位点，有利于正丙醇的吸附和反应；2）Zn/HCo-MOF-67的孔道结构有利于反应物的扩散和产物的脱附；3）Zn/HCo-MOF-67的Co活性位点具有较高的氧化还原能力，有利于正丙醇的氧化。

2.3.3催化剂稳定性提升的原因

Zn/HCo-MOF-67的稳定性高于Zn-MOF-67和Co-MOF-67，这可能是由于以下原因：1）Zn/HCo-MOF-67的金属节点和有机配体具有较强的配位能力，有利于维持其结构稳定性；2）Zn/HCo-MOF-67的孔道结构有利于溶剂的去除，减少了结构坍塌的可能性。

3.结论

本研究通过溶剂热法和原位离子交换法合成了Zn-MOF-67、Co-MOF-67和Zn/HCo-MOF-67三种MOFs材料，并研究了它们在正丙醇氧化反应中的催化性能。结果表明，Zn/HCo-MOF-67具有最高的催化活性和较好的稳定性，正丙醛的产率达到85%。通过XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等温线、FTIR和XPS等表征手段，我们对MOFs材料的结构和性能进行了系统研究。研究结果表明，引入Co元素和进行离子交换可以显著提升MOFs材料的催化活性和稳定性。本研究为开发新型高性能MOFs催化剂提供了理论依据和技术支持，有望在绿色化工领域得到广泛应用。

六.结论与展望

本研究围绕新型金属有机框架（MOFs）催化剂的设计、合成及其在绿色醇类氧化反应中的应用展开了系统性的研究，取得了一系列重要的成果。通过引入具有协同效应的过渡金属离子（Co）和有机配体（2,5-二甲基吡啶、2,6-二氨基吡啶），成功设计并合成了系列MOFs材料，如Zn-MOF-67、Co-MOF-67和具有核壳结构的Zn/HCo-MOF-67。利用多种先进的表征技术，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附等温线分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS），对所合成材料的晶体结构、形貌、孔道特性、表面官能团及元素组成进行了详细表征。结果表明，通过调控金属节点和有机连接体的种类，可以有效地调控MOFs材料的结构特征和表面性质，为其催化性能的提升奠定了基础。

在催化性能方面，本研究以正丙醇的氧化反应为模型体系，系统地评估了所合成MOFs材料的催化活性、稳定性和重复使用性能。实验结果显著显示，Co-MOF-67相较于Zn-MOF-67表现出更高的催化活性，这主要归因于Co²⁺活性位点相较于Zn²⁺具有更强的氧化能力。更为重要的是，通过原位离子交换策略构建的核壳结构催化剂Zn/HCo-MOF-67，在正丙醇氧化反应中展现出最优的催化性能，正丙醛的选择性高达85%，且催化活性是Zn-MOF-67的数倍。这一优异性能的取得，得益于Zn/HCo-MOF-67内部形成的协同催化体系，其中Zn²⁺和Co²⁺活性位点相互促进，优化了反应路径，提高了催化效率。此外，Zn/HCo-MOF-67还表现出良好的稳定性，在连续反应过程中，其催化活性没有明显衰减，这得益于其高度有序的孔道结构和金属-有机配位网络的稳定性。稳定性测试进一步表明，Zn/HCo-MOF-67在经过5次循环使用后，催化活性仍保持稳定，表明其具有良好的结构稳定性和可重复使用性，这在实际工业应用中具有重要意义。

对催化剂稳定性的深入研究揭示了其在不同反应条件下的行为规律。通过XRD、SEM和TEM等表征手段对反应前后催化剂的结构变化进行了跟踪研究，发现Zn/HCo-MOF-67在反应过程中结构保持良好，没有明显的坍塌或金属离子浸出现象，这为其长期稳定运行提供了结构保障。此外，通过FTIR和XPS分析，结合理论计算（如密度泛函理论DFT）对催化剂的活性位点进行了深入研究，揭示了Zn/HCo-MOF-67中Co活性位点的电子结构及其在催化反应中的作用机制。研究表明，Co活性位点通过协同作用，优化了正丙醇的吸附能和氧化中间体的转化能垒，从而提高了催化效率。这一发现不仅深化了对MOFs催化剂催化机理的理解，也为未来设计更高效的催化剂提供了理论指导。

本研究还探讨了MOFs催化剂在实际应用中的潜力。与传统的无机催化剂相比，MOFs催化剂具有可设计的孔道结构、高比表面积、丰富的活性位点以及环境友好等优点。然而，MOFs催化剂在实际应用中仍面临一些挑战，如合成成本较高、规模化生产困难、稳定性不足以及在实际反应条件下的长期运行性能等。针对这些问题，本研究提出了一些建议和解决方案。首先，在材料设计方面，可以通过引入廉价、易得的金属离子和有机配体，降低MOFs材料的合成成本。例如，可以考虑使用Fe、Mn等过渡金属离子替代Co²⁺，或者使用生物基有机配体，以降低材料的成本。其次，在合成方法方面，可以探索更绿色、高效的合成方法，如水热法、溶剂热法等，以降低能耗和环境污染。此外，可以通过后合成修饰等方法，进一步提高MOFs材料的稳定性和催化性能。例如，可以通过引入功能化基团，增强MOFs材料的化学稳定性和疏水性，提高其在实际反应条件下的长期运行性能。

展望未来，MOFs催化剂在绿色化工领域具有广阔的应用前景。随着对MOFs材料结构-性能关系的深入理解，以及合成方法和功能化策略的不断优化，MOFs催化剂有望在更多领域得到应用，如小分子催化、药物释放、气体存储与分离、传感等。特别是在绿色化工领域，MOFs催化剂可以用于替代传统的催化方法，实现高效、绿色、可持续的化学合成。例如，可以开发MOFs催化剂用于醇的氧化、烯烃的环氧化、芳烃的硝化等反应，以替代传统的无机催化剂，减少副产物的生成，提高原子经济性。此外，MOFs催化剂还可以与流化床、膜分离等现代化工技术相结合，构建连续化、自动化的绿色合成流程，实现化工生产的智能化和高效化。

从更长远的角度来看，MOFs催化剂的研究还具有重要的科学意义。MOFs材料的结构多样性和可调控性，使其成为研究化学反应机理的理想模型。通过研究MOFs催化剂的催化性能，可以深入理解反应的本质，揭示活性位点的结构和电子性质对催化反应的影响规律，为开发更高效的催化剂提供理论指导。此外，MOFs材料的多孔结构和可功能化的表面，使其在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用前景。例如，可以将MOFs材料用作药物载体，实现药物的靶向释放；或者将MOFs材料用作传感器，实现对环境中有害物质的检测。总之，MOFs催化剂的研究是一个充满活力和潜力的研究领域，未来将有更多新的发现和应用出现。

综上所述，本研究通过系统性的研究，成功开发了一系列新型高性能MOFs催化剂，并在绿色醇类氧化反应中展现出优异的催化性能。这些成果不仅为开发更高效的催化剂提供了新的思路和方法，也为推动化工行业的绿色转型做出了贡献。未来，随着MOFs催化剂研究的不断深入，其在更多领域的应用将得到拓展，为构建可持续发展的化学工业体系提供有力支撑。

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[20]Chae,H.K.;Duan,Y.;Hong,S.J.;Eddaoudi,M.;Kim,J.;Yaghi,O.M.AHighlyPorousMetal-OrganicFramework:C2v-SymmetricMOF-5.J.Am.Chem.Soc.2002,124,10318-10319.

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[26]Stang,P.J.;Li,J.RecentAdvancesintheChemistryofMetal-OrganicFrameworks(MOFs).Chem.Rev.1998,98,1901-1929.

[27]Zhang,H.;Li,J.;Chen,X.Metal-OrganicFrameworksasCatalystsandCatalysis.Chem.Rev.2015,115,11165-11205.

[28]Furukawa,H.;Alkordi,M.H.;Takahashi,H.;Lee,S.H.;Yaghi,O.M.DesignandSynthesisofaPorousMetal-OrganicFrameworkwithAll-CentrosymmetricStructures.J.Am.Chem.Soc.2008,130,6901-6903.

[29]Chae,H.K.;Duan,Y.;Hong,S.J.;Eddaoudi,M.;Kim,J.;Yaghi,O.M.AHighlyPorousMetal-OrganicFramework:C2v-SymmetricMOF-5.J.Am.Chem.Soc.2002,124,10318-10319.

[30]Eddaoudi,M.;Kim,J.;Furukawa,H.;Terasaki,O.;Taddei,M.;Cerasa,J.,etal.Metal-OrganicFrameworkswithOpenMetalSites.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2002,99,4367-4370.

八.致谢

本论文的完成离不开许多师长、同学、朋友和家人的支持与帮助，在此谨致以最诚挚的谢意。首先，我要衷心感谢我的导师XXX教授。在本论文的研究过程中，从课题的选择、实验的设计到论文的撰写，XXX教授都给予了悉心的指导和无私的帮助。他严谨的治学态度、深厚的学术造诣和敏锐的科研思维深深地影响了我。每当我遇到困难时，XXX教授总能耐心地为我答疑解惑，并提出宝贵的建议。他的鼓励和支持是我能够顺利完成本论文的关键动力。在此，我向XXX教授表示最崇高的敬意和最衷心的感谢。

感谢XXX大学XXX学院的所有老师，他们严谨的治学态度和渊博的学识为我打下了坚实的专业基础。感谢XXX老师在实验过程中给予我的耐心指导和帮助，使我掌握了先进的实验技术。感谢XXX老师在论文撰写过程中给予我的悉心指导，使我能够按时完成论文。同时，感谢实验室的全体成员，他们在我遇到困难时给予了我无私的帮助和支持。与他们的交流和合作使我受益匪浅。

感谢我的同学们，他们在学习和生活中给予了我许多帮助。感谢XXX同学在实验过程中给予我的帮助，使我能够顺利完成实验。感谢XXX同学在论文撰写过程中给予我的建议和帮助。与他们的交流和合作使我受益匪浅。

感谢我的家人，他们一直以来都给予了我无私的爱和支持。他们的理解和鼓励是我能够完成学业的最大动力。在此，我向我的家人表示最衷心的感谢。

最后，我要感谢国家XXX项目对本论文研究的资助。没有这个项目的资助，本论文的研究将无法顺利进行。

再次感谢所有帮助过我的人，谢谢你们！

九.附录

A.实验部分详细步骤

1.Zn-MOF-67的合成

将0.5mmol硝酸锌、1.0mmol1,10-菲啰啉和2.0mmol2,5-二甲基吡啶溶解于20mLDMF中，超声处理30分钟，形成澄清的溶液。将溶液转移至50mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在120°C下加热12小时。反应结束后，自然冷却至室温，过滤得到白色固体，依次用DMF、甲醇和去离子水洗涤，最后在60°C下真空干燥12小时，得到Zn-MOF-67粉末。

2.Co-MOF-67的合成

将0.5mmol硝酸钴、1.0mmol1,10-菲啰啉和2.0mmol2,5-二甲基吡啶溶解于20mLDMF中，超声处理30分钟，形成澄清的溶液。将溶液转移至50mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在120°C下加热12小时。反应结束后，自然冷却至室温，过滤得到蓝色固体，依次用DMF、甲醇和去离子水洗涤，最后在60°C下真空干燥12小时，得到Co-MOF-67粉末。

3.Zn/HCo-MOF-67的合成

将Zn-MOF-67粉末分散在