摘要
金属有机骨架材料（Metal Organic Framework,MOFs）是由无机金属离子（或簇）和有机配体自组装形成的具有网络结构的无机-有机功能材料。由于MOFs具备大孔隙率、大比表面积、可调孔道尺寸、丰富的表面活性基团且易改性等优点，在处理环境问题领域有较好的应用前景。本论文针对二茂铁基金属有机骨架催化剂的制备及催化性能进行了系统研究，具体研究内容如下： （1）通过简单的水热法合成了含有不同过渡金属的二茂铁基金属有机框架材料（M-Fc-MOFs,M=Fe,Mn,Co），该催化剂通过X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外吸收光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、循环伏安法（CV）、电化学阻抗（EIS）和X射线电子光谱（XPS）进行了表征，并详细研究了催化剂用量、过硫酸盐浓度和pH值等因素对酸性橙7（AO7）降解的影响。结果表明，钴基二茂铁基金属有机骨架微球（Co-Fc-MOFs）表现出最好的催化性能，这与Fc/Fc+和Co2+/Co3+循环在过硫酸盐活化中的协同作用密切相关。自由基猝灭实验表明，硫酸根自由基（SO4?-）和羟基自由基（·OH）都对AO7的降解有贡献。最后，循环实验表明，Co-Fc-MOFs具有良好的稳定性。 （2）通过简单的水热法合成了不同铁/锰摩尔比（1∶9-4∶6）的铁锰双金属二茂铁基金属有机框架材料（FeMn-Fc-MOFs），并系统研究了其活化过硫酸盐降解AO7的机理。XRD和SEM显示，不同摩尔比的Fe和Mn对Fc-MOFs结晶度和形态没有明显影响。研究了AO7在FeMn-Fc-MOFs/PS体系中的降解效率。结果表明，Fe4Mn6-Fc-MOFs对PS的活化表现出更好的催化活性。同时，详细研究了催化剂用量、过硫酸盐浓度和pH值等因素对AO7降解的影响。通过循环伏安法（CV）、电化学阻抗（EIS）和X射线电子能谱（XPS）对催化剂进行了表征，并进一步研究了有机物催化降解机制。此外，所制备的催化剂表现出良好的稳定性。 （3）通过添加致缺陷剂苯甲酸（HBC）合成了含缺陷的Mn-Fc-MOFs-HBC催化剂。含缺陷的Mn-Fc-MOFs-HBC催化剂具有更高的催化活性，由于苯甲酸的存在，在Mn-Fc-MOFs-HBC的骨架中形成较多的缺陷，进而通过调节电子结构以提高催化中心的活性。对含缺陷的Mn-Fc-MOFs-HBC活化过硫酸盐降解酸性橙7(AO7)体系的催化剂用量、氧化剂浓度和pH等影响因素进行了研究。最后，循环实验表明，含缺陷的Mn-Fc-MOFs-HBC具有良好的稳定性。
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