Page 43 - 《精细化工》2023年第8期

第 8 期 张 平，等: NH 2 -MIL-125(Ti)光催化剂的研究进展 ·1657·

金属簇和连接体的不同，MOFs 材料可分为多种类 类型、反应物浓度、反应溶剂体积比和晶化时间对
型：MIL 系列 [12-13] 、ZIF 系列 [14-15] 、PCN 系列 [16-17] 、 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体的影响。
UiO 系列 [18-19] 等。 1.1 钛源类型对 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体的影响
NH 2 -MIL-125(Ti)是一种具有代表性的 MOFs 材 钛醇盐〔Ti(OR) 4 〕通常用于合成 Ti-MOF。与
料，是由八面体 TiO 5 (OH)团簇相连形成的环状八聚 TiCl 4 相比，Ti(OR) 4 含有的烷氧基具有疏水性或空
体 Ti 8 O 8 (OH) 4 与 2-氨基对苯二甲酸配体构筑而成的 间位阻使其不容易发生水解。由于钛离子在溶液中
3D 骨架 [20] ，结构示意图如图 1 所示。MIL-125(Ti) 反应性仍不可预测，所以钛酯的类型对 NH 2 -MIL-
只能在紫外光下进行光催化反应，但在合成的过程 125(Ti)的形貌控制至关重要。HU 等 [21] 分别以不同
中引入具有强的光吸收基团（如—NH 2 ）不仅不会 钛源为前驱体制备了 NH 2 -MIL-125(Ti)。结果表明，
影响 MOFs 材料的结构，还可以将光吸收范围拓展 以钛酸四乙酯（TET）为前驱体合成的 NH 2 -MIL-
到可见光范围，从而提高其光催化性能。作为催化 125(Ti)形貌由圆形板变为八面体（图 2）；以钛酸四
技术的核心，光催化剂表面的原子分布和电子的能 丁酯（TBOT）为前驱体时，合成的 NH 2 -MIL-125(Ti)
带结构可以影响其光催化活性，因此可以通过调控 形貌由圆形板变为菱形十二面体（图 3）。TBOT
纳米粒子暴露的晶面来提高 NH 2 -MIL-125(Ti)的光 和 TET 结构的唯一区别是烷氧基，所以钛酯的烷
催化活性。 氧基会影响钛醇盐溶胶-凝胶反应中的水解和缩合

反应的动力学，进一步影响 NH 2 -MIL-125(Ti)的形貌
结构。

图 1 NH 2 -MIL-125(Ti)的分子结构 [20]
Fig. 1 Molecular structure of NH 2 -MIL-125(Ti) [20]
TET-A~TET-D 混合溶剂的总体积分别为 40、30、20 和 15 mL
目前，大多数关于光催化活性具有晶面依赖性 图 2 以 TET 为前驱体合成的 NH 2 -MIL-125(Ti)的 SEM 图 [21]
的研究都集中在无机半导体（TiO 2 、ZnO、CdS 等） Fig. 2 SEM images of NH 2 -MIL-125(Ti) synthesized using
上，而金属有机框架的晶面与光催化活性关系的研 TET as precursor [21]

究 还鲜有 报道 。本文 概述 了不同 合成 因素 对
NH 2 -MIL-125(Ti)晶体晶面形貌的影响以及提高光
催化活性的方法，论述了 NH 2 -MIL-125(Ti)光催化剂
的应用领域，并对其进行了展望。

1 不同形貌 NH 2-MIL-125(Ti)晶体的影响

因素

NH 2 -MIL-125(Ti)的制备通常是以钛酸四丁酯
4+
或钛酸异丙酯和 2-氨基对苯二甲酸分别为 Ti 的来
源和有机配体，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和甲醇

（MeOH）为溶剂，在保持稳定加热条件的环境中
TBOT-A~TBOT-D 混合溶剂的总体积分别为 40、30、20 和 15 mL
进行反应。研究晶体材料与催化活性关系的基础是
图3 以TBOT为前驱体合成的NH 2 -MIL-125(Ti)的SEM图 [21]
了解晶体的生长规律和晶体晶面的形成条件。合成 Fig. 3 SEM images of NH 2 -MIL-125(Ti) synthesized using
条件不同，晶体的生长规律不同。本节探讨了钛源 TBOT as precursor [21]