【MOF吸附降解voc】：采用缺陷调控方法提高UiO-66对氧化挥发性有机化合物的捕获和催化净化效率

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摘要：
中国科学院上海硅酸盐研究所孙静&王晓老师报道的本篇文章中（Journal of Hazardous Materials）旨在通过引入缺陷工程方法，调控UiO-66的微观结构，优化其表面亲水性、引入Lewis碱性位点和创建分级孔结构。通过在合成过程中简单添加水，制备出了具有增大比表面积、分级多孔结构和可调酸碱位点的reo-UiO-66。实验结果表明，reo-UiO-66对乙醛的吸附能力显著提高，且其光催化降解典型OVOCs的效率也得到了显著提升，为MOFs在OVOCs高效捕获和催化净化方面的应用提供了可能性。

研究背景：
1）OVOCs是大气中臭氧和颗粒物的重要前体，对生态环境和人类健康有害。特别是乙醛和丙酮等OVOCs对人体健康产生严重影响。
2）过去的研究中，人们尝试在MOFs中引入缺陷，以优化其性能。然而，现有的方法存在复杂性和成本高的问题。
3）本文采用简单的添加水方法，在UiO-66中引入缺陷，提高了其比表面积、酸碱位点和亲水性，显著提升了对OVOCs的捕获和催化净化效率。

实验部分：
1）合成reo-UiO-66：通过在合成过程中添加不同量的水，制备出具有不同结构特征的UiO-66样品。
2）通过XRD、TGA、FTIR等手段分析样品的结构、热稳定性和功能化学基团等特性。
3）表面性质分析：通过接触角、NH3-TPD、CO2-TPD等测试分析不同样品的亲水性和酸碱位点数量。
4）光电性能测试：通过SPV、PL和ESR等测试分析样品的光电性能、载流子分离效率和自由基产生情况。

分析结果：
1）吸附性能：reo-UiO-66样品对乙醛的吸附能力显著提高，U-2样品吸附容量为159.1 μmol/g，比原始UiO-66高出264倍。
2）光催化性能：U-2样品对乙醛的光催化降解效率达到50%，远高于其他样品和已有研究成果。
3）表征结果：经过各种表征分析，确认了水引入对UiO-66结构和性质的影响，以及样品中存在的缺陷和活性位点情况。

总结：
本文通过缺陷调控方法提高了UiO-66对OVOCs的捕获和催化净化效率，具有重要应用潜力。

展望：
未来可以进一步深入探究不同缺陷类型对MOFs性能的影响，优化光催化条件以提高效率，并探索更广泛的OVOCs净化范围。

Improving the Removal Efficiency of Oxygenated Volatile Organic Compounds by Defective UiO-66 Regulated with Water
文章作者：Jiajun Yu, Xiao Wang, Guanhong Lu, Haijiao Xie,Xiaofeng Xie, Jing Sun
DOI：10.1016/j.jhazmat.2024.134055
文章链接： https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.134055