金属-有机框架化合物(MOFs)是一类由金属离子或金属簇通过有机配体三维方向有序无限连接,构筑出的一类多孔、大比表面积的配位聚合物。MOFs材料具有大比表面积和高孔隙率、规则的孔道以及结构和性质可调等特点,可将其应用于催化、气体存储、选择性分离、药物输送等领域。基于MOFs本身大的比表面积、丰富的碳源和金属源,将其用作前驱体,来合成具有纳米尺寸的多孔碳或金属化合物。本论文主要围绕以三种不同MOFs为前驱体或模板来合成具有独特结构的纳米新型催化剂材料,并根据相应复合物独特的结构特点,探索其在硝基化合物的还原等非均相催化领域的应用。具体工作如下:1.合成一种高效稳定且价格低廉的催化剂用于水体污染物对硝基苯酚(4-NP)的还原反应一直是科学家所关心的问题,而利用金属-有机骨架化合物作为前躯体或模板也是最近的研究热点。本章利用简单的自组装策略,通过氩气氛围下管式炉煅烧双金属-有机骨架材料Zn0.3Co2.7-ZIF前躯体来合成一种多孔的菱形十二面体催化剂Zn0.3Co2.7NC。当将此催化剂用于对硝基苯酚的还原反应时,仅5 min即可完成,且转化率几乎为100%,其反应速率常数为0.683 min-1,表现出优越的催化性能。另外,将其用于其他芳硝基化合物的还原反应,仍表现出优越的催化性能。将其反应速率常数与文献结果对比,均优于已有文献值。2.金属有机骨架(MOFs)材料,作为一种含无机和有机成分和具有扩展结构的配位键的杂化材料的结晶,已成为在凝聚态物质的研究中非常有吸引力的热点。如果起始原料、金属离子、短配体,Co配体,模板等,都是经过精心选择和正确组装入固体状态,那么磁耦合的组织和拓扑结构便可进一步被调整或控制合成。本章合成了一种钙钛矿型的催化剂前躯体[NH(CH3)][Co2+(COOH)],它由硝酸钴与甲酸、二甲胺在乙醇作溶剂下,静置陈化得到。在进一步的氩气氛围下热裂解,得到碳包覆的金属单质钴的骨架材料Co@NC作为催化剂,用于对硝基苯酚的还原反应,约16 min反应完成,且转化率几乎为100%,表现出较好的催化性能。在经过连续三次测试后,其表现出一定的可循环使用性能。3.FeCo纳米颗粒作为一个重要的磁性金属合金已被广泛利用,然而易氧化且有潜在的毒性,使其应用受到了很大的限制。因此,找到一种材料将FeCo纳米颗粒封装进去又不影响其本身性质,成为科学工作者一直探索的目标。本章合成了一种普鲁士蓝型的催化剂前躯体Co3[Fe(CN)6]2,在进一步的氩气氛围下热裂解,得到金属单质钴铁负载在氮掺杂碳的骨架材料CoFe@NC,以此作为催化剂用于对硝基苯酚(4-NP)的还原,约7 min反应完全,且转化率几乎为100%,表现出较好的催化性能。由于其具有较高的催化活性,有望在更广阔的催化领域得到应用。