综述：MIL-125基光催化纳米材料的表面与界面工程及其应用

本综述系统探讨了MIL-125及其复合材料的表面与界面调控策略（如形貌控制、缺陷工程、异质结构建）在提升光催化性能（包括H2生成、CO2转化、污染物降解及NH3合成）中的应用，为开发高效金属有机框架（MOFs）基光催化剂提供理论依据与技术路径。

　　

缺陷工程调控MIL-125

MIL-125作为一种钛基金属有机框架（Ti-MOFs），其未功能化版本仅能吸收紫外光。通过配体修饰（如引入-NH₂基团形成NH₂-MIL-125），可将带隙从3.6 eV显著缩小至2.6 eV，实现可见光响应。氨基官能化不仅增强配体到金属的电荷转移（LMCT），还便于后续贵金属纳米粒子（如Ag、Pd）负载或染料接枝，进一步提升光吸收与电荷分离效率。缺陷工程（如氧空位构建）可增加活性位点数量，调节反应能垒，从而优化H₂O分解、CO₂还原等反应的催化活性。

氢能生产

太阳能驱动的光催化水分解是生产绿色氢能的重要途径。MIL-125基材料通过形貌调控（如暴露特定晶面）和异质结构建（如与半导体或导电材料复合），有效促进光生电子-空穴对分离，提高H₂生成速率。例如，与石墨烯或碳纳米管（CNTs）复合可扩展光响应范围并加速电荷传输，解决单一MIL-125载流子复合率高的问题。

污染物降解与氨合成

MIL-125基复合材料在环境修复中展现多功能潜力。三元复合材料ZIF-67@ZIF-8@MIL-125-NH₂对α-萘酚的降解效率为二元复合材料的2.6倍，并对金黄色葡萄球菌（S. aureus）生物膜形成产生7倍抑制效果。Ag@MIL-125-NH₂@CA薄膜通过等离子体效应实现93.5%的2-硝基酚还原。此外，MIL-125与纤维素乙酸酯（CA）复合薄膜（CA@Ti-MIL-NH₂）兼具吸附与光催化功能，对乙酰氨基酚的去除量达519.1 mg/g。在NH₃合成中，缺陷工程调控的活性位点可增强N₂吸附与活化，推动温和条件下氨的可持续合成。

二氧化碳转化

MIL-125基材料在CO₂光还原中表现突出。能带结构调控（如与Ag₂MoO₄、BiVO₄或酞菁类半导体构建异质结）可优化可见光捕获与电荷分离路径，提高CO₂转化为CO、CH₄等产物的选择性。NH₂-MIL-125因其稳定的钛-氧键（Ti–O）和可调电子结构，在苛刻环境下仍保持高催化稳定性，优于许多新兴Ti-MOFs（如COK-69、ZSTU-1）。

结论与展望

MIL-125基光催化剂通过表面与界面工程策略显著提升了光催化性能，但其实际应用仍面临活性位点数量不足、载流子复合率高及大规模制备挑战。未来研究需聚焦于精准调控缺陷浓度、开发多元协同复合材料，并结合原位表征技术揭示反应机理，为能源与环境催化领域提供高效MOFs基光催化剂设计范式。