Chem. Rev.：具有单金属位点的金属有机框架基催化剂

兔兔

2020-05-02

金属有机框架(MOFs)是一类由金属离子/簇和有机连接体构成的特殊多孔晶体材料。由于其结构多样性、功能可调性和高表面积，不同类型的MOFs基单金属位点(SMSs)得到了很好的开发，包括金属连接点和金属连接点上的配位不饱和金属位点，以及固定在MOFs上的活性金属物种。此外，可控的热转变可以使MOFs升级为使用活性单原子催化剂(SACs)功能化的纳米材料。有鉴于此，日本产业技术综合研究所(AIST)-京都大学徐强教授与北京大学邹如强等人综述了近年来MOF基单金属位点催化的研究进展，重点介绍了其在热催化、电催化和光催化等方面的结构和应用。

本文要点：

1）研究人员集中介绍了MOFs和MOF衍生材料(碳)作为新型框架材料在固定活性单金属位点催化方面的研究进展。首先介绍了各种合成方法，以实现对这类单金属位点催化剂的合理构建，其中将利用强大的表征技术，在分子/原子水平上仔细讨论它们的结构特征。

2）研究人员还回顾了在不同的反应中，这些成熟的单金属位点催化剂的各种不同的催化应用，通常包括热催化、电催化和光催化，并强调了结构和性能之间的关系，为单金属中心的运作提供了一种机制上的理解。

3）最后，对这一新兴的研究课题进行了总结和展望，并提出了一些观点：由于缺乏可与MOF衍生SAC和其他碳/氧化物负载的单中心催化剂相媲美的有效电催化剂，因此应开发更多的导电MOF；此外，作为有效调节活性和选择性的重要途径，活性金属位点周围的微环境(如尺寸、形状、手性、电子效应等) 尚未得到充分考虑。

Yong-Sheng Wei, et al. Metal–Organic Framework-Based Catalysts with Single Metal Sites. Chem. Rev. 2020.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00757.

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00757