本书以卟啉基金属-有机框架材料为研究对象，系统阐述其构筑方法、结构调控策略及其在CO2捕获与催化转化中的应用。全书在梳理金属-有机框架材料及卟啉基金属-有机框架材料发展历程与研究进展的基础上，重点介绍不同金属节点、卟啉配体及辅助配体对材料孔道结构、化学环境和活性位点的调控作用，深入分析其对CO2吸附分离、环加成催化固定及光催化还原等性能的影响规律。书中结合典型研究案例，系统揭示PMOFs材料在CO2捕获与资源化利用过程中的结构-性能关系及作用机制，体现了卟啉功能基元与MOFs多孔骨架协同设计的独特优势。 本书可供从事金属-有机框架材料、功能材料、能源与环境材料、CO2捕获与资源化利用等领域研究的科研人员和工程技术人员参考，也可作为化学、材料科学与工程、环境工程等相关专业研究生和高年级本科生的参考书。

第1章 绪论001 1.1 引言 001 1.2 CO2 的捕获与转化 002 1.2.1 CO2 的结构和性质 003 1.2.2 CO2 的捕获与存储 005 1.2.3 CO2 的捕获与利用 006 1.3 金属-有机框架材料 007 1.3.1 金属-有机框架材料的起源 007 1.3.2 金属-有机框架材料的发展 008 1.4 卟啉基金属-有机框架材料 016 1.4.1 卟啉简介 016 1.4.2 卟啉基金属-有机框架的起源 017 1.4.3 卟啉基金属-有机框架的发展 018 1.5 卟啉基金属-有机框架材料的应用 024 1.5.1 卟啉基金属-有机框架材料在CO2 的捕获与转化中的应用 024 1.5.2 卟啉基金属-有机框架材料在生物医学中的应用 040 1.5.3 卟啉基-金属有机框架材料在传感中的应用 041 1.6 本书意义及研究内容 041 参考文献 043 第2章 氨基修饰的卟啉基金属-有机框架的构筑及其CO2 捕获054 2.1 引言 054 2.2 试验仪器和试验材料 056 2.2.1 试验仪器 056 2.2.2 试验材料 056 2.3 试验部分 057 2.3.1 配体的合成 057 2.3.2 Cd-PMOFs 1～5 的合成 059 2.3.3 Cd-PMOFs 1～5 的晶体学数据收集 060 2.3.4 Cd-PMOFs 样品的活化 060 2.3.5 理论计算方法 060 2.4 结构的表征与讨论 061 2.4.1 X 射线单晶衍射结果 061 2.4.2 Cd-PMOF 1 的晶体结构描述 061 2.4.3 Cd-PMOF 2 的晶体结构描述 064 2.4.4 Cd-PMOF 3 的晶体结构描述 064 2.4.5 Cd-PMOF 4 的晶体结构描述 066 2.4.6 Cd-PMOF 5 的晶体结构描述 069 2.4.7 Cd-PMOFs 1～5 的结构比较 071 2.5 Cd-PMOFs 1～5 的基本表征 073 2.5.1 热稳定性分析 073 2.5.2 粉末X 射线衍射分析 074 2.6 气体吸附性能表征 076 2.6.1 Cd-PMOFs 1～5 的孔性分析 076 2.6.2 Cd-PMOFs 1～5 的CO2 和CH4 等温吸附性能测试 078 2.6.3 Cd-PMOFs 1～5 的CO2 /CH4 分离选择性 081 2.7 Cd-PMOFs 1～5 等温气体吸附性能的蒙特卡洛模拟研究 083 2.8 本章小结 085 参考文献 085 第3章 柱撑型钴卟啉基金属-有机框架的构筑及其高效CO2 环加成性能研究089 3.1 引言 089 3.2 试验原料及测试仪器 091 3.2.1 试验仪器 091 3.2.2 试验材料 092 3.3 试验部分 093 3.3.1 配体的合成 093 3.3.2 Co-PMOFs 1～3 的合成 094 3.3.3 Co-PMOFs 1～3 的晶体学数据收集 095 3.3.4 Co-PMOFs 样品的活化 095 3.3.5 用于CO2 吸附的原位漫反射红外傅里叶变换光谱 095 3.3.6 电化学测试 096 3.3.7 催化活性测试 096 3.3.8 密度泛函理论（DFT）计算 097 3.4 结构的表征与讨论 097 3.4.1 X 射线单晶衍射结果 097 3.4.2 Co-PMOF 1 的晶体结构描述 097 3.4.3 Co-PMOF 2 的晶体结构描述 100 3.4.4 Co-PMOF 3 的晶体结构描述 102 3.4.5 Co-PMOFs 1～3 的晶体结构比较 103 3.4.6 热重分析（TGA）、粉末X 射线衍射（PXRD）和红外（IR）分析等基本表征 105 3.4.7 形貌分析 107 3.4.8 气体吸附研究 107 3.5 热/光催化CO2 与环氧化物的环加成性能研究 112 3.5.1 CO2 的热催化固定 112 3.5.2 CO2 的光催化固定 114 3.6 对CO2 环化的催化机制的探索 117 3.7 本章小结 120 参考文献 120 第4章 错位卟啉基双层锰金属-有机框架用于高选择性光催化CO2 还原为CO126 4.1 引言 126 4.2 试验仪器和试验材料 128 4.2.1 试验仪器 128 4.2.2 试验材料 129 4.3 试验部分 129 4.3.1 Mn-PMOF 1 和Mn-PMOF 2 的合成 129 4.3.2 PMOF 纳米片（nPMOF）的合成 130 4.3.3 晶体学数据收集 130 4.3.4 电化学测试 130 4.3.5 样品活化和气体吸附 131 4.3.6 光催化测试 131 4.3.7 密度泛函理论（DFT）计算 131 4.4 结构的表征与讨论 132 4.4.1 X 射线单晶衍射结果 132 4.4.2 Mn-PMOF 1 的晶体结构描述 132 4.4.3 Mn-PMOF 2 的晶体结构描述 135 4.4.4 单层Mn-PMOF 1 和双层Mn-PMOF 2 的晶体结构比较 136 4.4.5 X 射线光电子能谱（XPS）、热重分析（TGA）、粉末X 射线衍射（PXRD）和红外（IR）分析等基本表征 137 4.4.6 形貌分析 140 4.4.7 气体吸附研究 142 4.4.8 CO2 还原的热力学可行性 143 4.5 光催化CO2 光还原性能 144 4.6 优异的光催化CO2 还原性能的机理探索 150 4.6.1 电荷转移和分离动力学 150 4.6.2 CO2 的还原途径和机制 151 4.7 本章小结 154 参考文献 155 第5章 总结与展望162 5.1 总结 162 5.2 展望 164 附录166