综述：钛基金属有机框架：合成创新与多功能应用

（编辑推荐）本综述系统总结了钛基金属有机框架（Ti-MOFs）的合成策略、结构特性及其在光催化（photocatalysis）、电催化（electrocatalysis）、能源存储（energy storage）和传感（sensing）等领域的突破性应用，揭示了Ti4+的高价态特性与材料性能的构效关系，为多功能材料设计提供新思路。

　　

钛基金属有机框架：合成创新与多功能应用

Abstract
钛基金属有机框架（Ti-MOFs）凭借钛离子的独特电子结构、氧化还原活性、高稳定性和配位化学特性，在催化、能源和传感领域展现出卓越性能。本文全面梳理其合成策略、结构特征及多功能应用，为材料优化与跨学科研究提供理论指导。

Introduction
金属有机框架（MOFs）是由金属离子与有机配体构建的晶态多孔材料，其结构可调性和高比表面积使其在催化、能源存储等领域备受关注。其中，高价态金属（如Ti⁴⁺、Zr⁴⁺）构建的MOFs因化学稳定性突出而成为研究热点。钛（Ti）作为过渡金属，其生物相容性和光响应特性使Ti-MOFs在光催化中能高效分离光生电子-空穴对，并在电催化载体、锂离子电池和超电容器中提升循环效率。然而，Ti⁴⁺的高氧反应性易导致非晶态TiO₂生成，2009年MIL-125的成功合成标志着Ti-MOFs研究的里程碑。

Synthesis of Ti-MOF
Ti-MOFs的合成面临三大挑战：Ti⁴⁺易与氧反应生成TiO₂、钛前驱体配位数低、结晶条件苛刻。通过调控钛源（如钛酸酯）、配体选择（羧酸类为主）及溶剂热法优化，可抑制非晶相形成。例如，采用DMF/甲醇混合溶剂能延缓水解速率，促进晶体生长。

Catalysis
Ti-MOFs的催化性能源于其可调的孔结构和金属-配体相互作用。在光催化中，Ti⁴⁺的d⁰电子构型与有机配体的π共轭协同增强可见光吸收；电催化中，多孔结构负载贵金属纳米颗粒可提升CO₂还原选择性。此外，Ti-MOFs的氧化还原活性位点适用于有机污染物降解和固氮反应。

Energy Storage and Sensing
Ti-MOFs的高比表面积和开放孔道利于锂离子嵌入/脱嵌，显著提升电池倍率性能。其荧光猝灭效应和孔径可调性还用于重金属离子（如Hg²⁺）和生物分子的高灵敏度检测。

Summary and Outlook
未来研究需聚焦Ti-MOFs的规模化制备、稳定性强化及跨领域应用机制解析。通过机器学习预测配体组合、开发钛簇新型连接模式，或将为环境修复和生物医学开辟新路径。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未新增观点或数据。）