综述：卟啉金属有机框架光催化降解有机污染物的结构工程、设计策略与环境应用

这篇综述系统阐述了卟啉金属有机框架（PMOFs）在光催化降解有机污染物领域的研究进展，重点分析了其结构工程（如配体-金属协同作用）、设计策略（异质结/混合配体/缺陷工程等）和环境应用（染料/抗生素/内分泌干扰物降解），并探讨了规模化应用面临的挑战与AI辅助设计前景。

　　

卟啉金属有机框架的光催化革命

结构工程与光催化机制
卟啉金属有机框架（PMOFs）通过金属节点（如Zr、Fe、Cu）与卟啉配体（如TCPP、TPyP）的协同作用构建独特光催化体系。其分子结构中，卟啉的大π共轭体系提供可见光捕获单元，而金属氧簇（如Zr₆O₈）作为电荷分离中心，通过配体-金属电荷转移（LMCT）机制生成活性氧物种（·OH、·O₂^-、¹O₂）。例如PCN-222中，TCPP配体将光生电子转移至Zr-oxo簇，显著提升载流子分离效率。

六大设计策略
异质结工程：如ZnIn₂S₄@PCN-224构建Z型异质结，使四环素降解速率提升44.7倍。
混合配体：双配体Zr-TCPP-bpydc通过能量转移将磺胺类药物降解率提高至93%。
缺陷调控：Hf-TCPP-FA中配体缺陷形成介孔结构，诺氟沙星降解率93.6%。
二维化：超薄PCN-134-2D材料因缩短载流子迁移路径，对雷尼替丁的矿化率超30%。
磁回收：Fe₃O₄@SiO₂@PCN-222(Fe)可实现催化剂磁分离，循环3次效率仍达88.7%。

环境应用实绩
染料降解：Ag@MOF-525通过表面等离子共振效应，使罗丹明B降解率91%（60分钟）。
抗生素处理：Fe-TCPP光芬顿系统实现环丙沙星100%降解（40分钟），速率是传统催化剂的29倍。
新兴污染物：MnMOF对农药三唑磷的检测-降解一体化平台，检测限0.6 ng/mL同时降解率84.1%。

挑战与突破
当前瓶颈包括：1）溶剂热法量产效率低（毫克级/批次）；2）铜基PMOFs存在Cu²⁺溶出风险（1.8-2.3 mg/L）；3）复杂水体中活性氧易淬灭。前沿解决方案涉及：AI预测材料构效关系、机械化学法绿色合成、数字孪生技术优化设计等。

该领域正从实验室走向工程化，未来需重点开发环境友好型PMOFs，建立全生命周期风险评估体系，推动光催化技术在实际环境修复中的规模化应用。