Ce 掺杂锆基金属有机框架纳米颗粒的结构特点有哪些

Ce掺杂锆基金属有机框架纳米颗粒的结构特点如下：

1. 母体框架结构：以典型Zr-MOFs（如UiO-66、MOF-808）为母体，其以Zr₆Oₓ(OH)ᵧ簇为次级结构单元（SBU），通过有机配体（如对苯二甲酸BDC）桥连形成三维网络结构。Zr⁴⁺的高电荷密度与强配位能力赋予框架高化学稳定性，但单一Zr节点的活性位点有限且电子结构相对惰性。

2. Ce掺杂方式及结构效应：

• 节点取代：Ce³⁺（离子半径≈0.103 nm）与Zr⁴⁺（≈0.084 nm）尺寸相近，可部分取代Zr⁴⁺进入SBUs，导致电荷不平衡（Ce³⁺比Zr⁴⁺少1个正电荷），需通过引入阴离子（如Cl⁻、NO₃⁻）或调节配体配位模式补偿，同时诱导氧空位形成（Zr-O-Ce键削弱，氧脱离晶格）。

• 表面/孔道修饰：Ce物种（如CeO₂纳米颗粒、Ce³⁺离子）可锚定于MOFs孔道表面，作为异质活性位点，增强吸附与催化反应。

3. 晶体结构稳定性：Ce掺杂后，XRD和Raman证实部分样品形成受抑四方相（p42/nmc空间群），例如CeZ2晶格应变最小（0.28%），稳定性最佳。

4. 电子态特征：XPS显示Zr/Ce呈现4+/3+混合价态，CeZ2的氧空位浓度最高，这种价态混合与氧空位协同作用，优化了电子传导路径和极化响应。

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