Page 49 - 《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 ·1663·

离和定向迁移，从而促进光催化反应速率。但目前 此，NH 2 -MIL-125(Ti)在未来处理染料废水及其他污
对 NH 2 -MIL-125(Ti)与非金属材料复合的研究仍存 染物方面具有巨大潜力。
在一些不足，需要改进复合方法，控制缺陷和杂质 3.2 在光催化还原 CO 2 方面的应用
含量，提高材料的稳定性。 已有研究表明，在金属氧化物中，金属-氧基团
簇可作为无机半导体量子点，而有机连接剂可以作
3 NH 2-MIL-125(Ti)光催化剂应用现状 为天线，在光激发下通过配体-金属电荷转移激活半

导体量子点，从而使 MOFs 具有光催化活性。此外，
近些年，NH 2 -MIL-125(Ti)光催化剂具有形貌可
由于 MOFs 比表面积大、孔隙率高，与 CO 2 的相互
控、制备简单和孔隙率较大等优点，在可见光降解
污染物 [55] 、光催化还原 CO 2 [56] 、光催化分解水 [57] 作用可调，因而有利于进行 CO 2 的光催化还原。
目前，许多研究者已进行了 MOFs 光催化剂在
等领域具有广泛的应用前景。
CO 2 还原方面的应用。2019 年，DING 等 [61] 合成了
3.1 在可见光降解污染物方面的应用
NH 2 -MIL-125(Ti)光催化剂，在可见光下以水为还原
可见光响应光催化降解污染物是目前最有效和
剂将 CO 2 光催化还原为 CH 4 。研究表明，H 2 O 可以
环境友好的策略之一，由于芳香连接单元的 N 2p 电
4+ 3+ 3+
子的贡献，导致 NH 2 -MIL-125(Ti)价带边缘以上红 将Ti 还原为Ti ，Ti 促进CO 2 转化为CH 4 ，其中—NH 2
的引入可以促进 CO 2 的吸附和电子转移，加快还原
移，从而促使 NH 2 -MIL-125(Ti)在可见光下也具有一
定的催化活性。HAN 等 [58] 制备了 MoS 2 量子点修饰 速率 。 OLOWOYO 等 [62] 制备 了 rGO 改性 的
rGO/NH 2 -MIL-125(Ti)复合光催化剂，结果表明，该
的 NH 2 -MIL-125(Ti)异质结，在可见光照射下对甲基
催化剂非常适合可见光驱动 CO 2 光催化还原为碳氢
橙降解的性能分别是纯 MoS 2 和 NH 2 -MIL-125(Ti)的
化合物和甲醇，且对甲醇具有较高的量子效率和选
5.8 倍和 7.4 倍。合成的复合材料形成的异质结降低
了光生电子和空穴的复合，同时促进了光生电荷的 择性。量子模拟表明，空穴聚集在中心环 Ti 8 O 8 (OH) 4
分离，提高了其光催化活性。ABDELHAMEED 等 [59] 中，其中强吸附的电子供体三乙醇胺（TEOA）发生
光氧化，而电子位于包含—NH 2 基团的 MOF 有机配
采 用可控室温 沉积技术制 备了 Ag 2 CrO 4 @NH 2 -
体中（图 14）。—NH 2 反应位点对 CO 2 的结合亲和
MIL-125(Ti)纳米催化剂，在可见光照射下，新型
力可能有助于提高 CO 2 光催化还原为甲醇的效率；
Ag 2 CrO 4 @NH 2 -MIL-125(Ti)对硝基苯的还原显示出
很强的催化活性，具有很高的选择性和产率。硝基 而 rGO 对于 rGO/NH 2 -MIL-125(Ti)的电荷分离和光
催化还原也有至关重要的作用。ZHAO 等 [63] 通过“一
苯作为化学工业中的重要原料产品，能给人类的身
锅”工艺制备了 rGO@NH 2 -MIL-125(Ti)复合光催化
体造成严重损害。Ag 2 CrO 4 @NH 2 -MIL-125(Ti)的高
剂，并用于光催化还原甲醇中 CO 2 。rGO@NH 2 -
稳定性和重复利用性在未来有望大规模地将硝基苯
转化为苯胺，降低工业废水对人体的伤害。HE 等 [60] MIL-125(Ti)在波长>500 和 339~411 nm 处具有比
NH 2 -MIL-125(Ti)更高的光吸收强度。
采用原位溶 剂热法设计了 C 3 N 5 添加量分 别为

200、400 和 600 mg 的C 3N 5@NH 2-MIL-125-x（x=1、
2、3）复合材料。通过复合材料对罗丹明 B 的光
催化降解，结果表明，C 3 N 5 @NH 2 -MIL-125(Ti)-3 在
可见光下光催化性能最好，且具有良好的稳定性。
光催化反应是一个吸附、迁移、氧化还原和解吸的
过程，C 3 N 5 具有多孔和不规则空隙的块状结构，随
着 C 3 N 5 添加量的增加，NH 2 -MIL-125(Ti)在 C 3 N 5 表
面生长的概率增加，更好抑制了电子和空穴的复合，
从而提高其光催化活性。C 3 N 5 @NH 2 -MIL-125(Ti)-3
复合材料制备简单且价格低廉，在未来处理水中有
机污染物方面能够受到青睐。 TEOA 为三乙醇胺

NH 2 -MIL-125(Ti)作为一种新型的光催化材料， 图 14 NH 2 -MIL-125(Ti)光催化 CO 2 还原机理示意图 [62]
不仅能够处理多种污染物，还能实现选择性吸附。 Fig. 14 Schematic diagram of NH 2 -MIL-125(Ti) photocatalytic
CO 2 reduction mechanism [62]
通过各种改性调控手段，可以有效地扩展 NH 2 -MIL-
125(Ti)的可见光吸收范围，加速载流子生成、分离 在光照 4 h 后，rGO@NH 2 -MIL-125(Ti)具有最
和转移，从而显著提升催化降解效率和矿化率。因 高的甲酸甲酯收率，这归因于氨基官能团和 rGO 结