综述：金属有机框架在光催化产氢耦合选择性氧化反应中的应用

本综述系统探讨了金属有机框架（MOFs）在光催化产氢耦合选择性氧化反应中的前沿进展。文章深入解析了MOFs材料的结构可调性、明确催化位点及后合成修饰特性，重点评述了无外源光敏剂或牺牲剂条件下MOFs光催化体系的构建策略，涵盖整体水分解、苯甲醇氧化、苯胺偶联等反应体系，为开发新一代催化材料提供了理论指导与实践方向。

　　

Graphical Abstract

太阳能驱动光催化产氢技术是实现可持续发展的关键路径。金属有机框架（MOFs）凭借其高度可设计的孔道结构和精准可控的活性位点，成为耦合产氢与选择性氧化的理想平台。示意图生动呈现了MOFs材料在光激发下实现质子还原与有机物氧化的协同过程，揭示了该领域从基础机理到实际应用的完整研究链条。

Abstract

化石燃料过度消耗加速了氢能开发进程，其中MOFs基光催化体系表现出独特优势。最新研究表明，通过单组分MOF设计、双金属引入、氧化/还原助催化剂负载以及异质结构建等策略，可实现高效产氢与选择性氧化的精准耦合。该综述特别关注了苯甲醇选择性氧化、苯胺C-N偶联、5-羟甲基糠醛（HMF）转化等代表性反应体系，系统分析了反应动力学影响因素，并对当前面临的电荷分离效率低、产物选择性调控难等挑战提出了解决方案。

关键进展

整体水分解：Zr基MOFs通过配体修饰调控能带结构，在可见光下实现全分解水产氢效率达12.3 μmol·h^-1·g^-1。

苯甲醇氧化：Fe-MOF-74中Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原对可同步促进质子还原与醛类选择性生成，转化率提升8倍。

微塑料转化：NH₂-MIL-125(Ti)光催化降解聚乙烯过程中，氢产量与塑料降解率呈线性相关，开辟了废弃物资源化新途径。

性能优化策略

1. 1.

   单组分MOF设计：通过配体π共轭拓展增强光捕获能力，如PCN-222的吸光范围扩展至650 nm。

2. 2.

   双金属协同效应：Zn/Zr双金属MOF中金属节点电子转移使电荷分离寿命延长至毫秒级。

3. 3.

   异质结构建：Z型MOF/g-C₃N₄异质结界面形成内建电场，产氢速率提升15倍。

挑战与展望

当前MOFs光催化体系仍面临可见光利用率不足（<450 nm）、水氧化动力学缓慢等瓶颈。未来研究需聚焦于开发宽光谱响应配体、构建仿生水氧化中心等方向，同时需建立标准化活性评价体系以促进实际应用。