DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.128659

金属有机框架（MOF）是公认的制备催化剂的优异候选材料，其具有大表面积和结构修饰能力等特性。将MOF结合到有机聚合物框架中是提高催化剂性能的一种很有前途的方法，然而，目前缺乏一种简便且低成本的方法来制备这种催化剂。本文报道了一种直接将MOF集成到纳米纤维中的方法，其催化有机转化反应增强，但不会发生薄膜破裂。本研究采用简便的静电纺丝方法制备了具有不同MOF与PAN质量比的电纺NH2-MIL-101@聚丙烯腈（PAN）催化剂纳米纤维，并将其用作甲醚Friedel-Crafts酰化、戊醇酯化和醛Knoveonagel缩合反应的集成催化剂。所制备的MOF-催化剂纳米纤维NH2-MIL-101@PAN可有效催化苯甲醚酰化、酯生成和Knoveonagel缩合反应。将NH2-MIL-101纳米晶体掺入电纺PAN纳米纤维后，苯甲醚酰化、酯生成和Knoveonagel缩合效率分别提高到90%、79%和98%。上述优异的性能可归因于巨大的表面积、孔隙结构中可用的活性中心以及不饱和的Cr3+ Lewis酸中心。由于其适应性，本研究所提出的方法为具有广泛实际用途的MOF织物的未来制备提供了一个有趣的前沿平台。

图1.（a）NH2-MIL-101@PAN纳米纤维催化剂的制备过程示意图，（b）大型NH2-MIL-101@PAN纳米纤维催化剂的照片（长度：20cm）。

图2.（a）纯PAN和NH2-MIL-101@PAN纳米纤维催化剂的FTIR光谱、（b）拉曼光谱、（c）XRD图谱和（d）XPS全光谱。

图3.（a）纯PAN、（b）0.01NH2-MIL-101@PAN、0.05NH2-MIL-101@PAN和0.1NH2-MIL-101@PAN纳米纤维催化剂的SEM图像和粒度分布柱状图。

图4.0.1NH2-MIL-101@PAN纳米纤维催化剂的（a）EDX光谱和（b-e）映射图像。

图5.纯PAN纳米纤维和0.1NH2-MIL-101@PAN纳米纤维催化剂的热重曲线。

图6.纯PAN和0.1NH2-MIL-101@PAN催化剂纳米纤维的力学性能。

图7.NH2-MIL-101@PAN催化剂纳米纤维对苯甲醚与乙酸酐酰化反应的催化活性。（a）MOF含量（横截面积为2cm×2cm的试验台，各种活性催化剂剂量，苯甲醚:乙酸酐4:1；温度，100℃；时间，9h）和（b）选择性（%）的影响。

图8.反应时间的影响（苯甲醚:乙酸酐4:1；温度，100℃；催化剂剂量，横截面积为2cm×2cm的试验台（活性剂量，1.34mg））。

图9.NH2-MIL-101@PAN催化剂纳米纤维中MOF含量对乙酸戊酯产率的影响（反应条件：横截面积为2cm×2cm的试验台，不同活性催化剂剂量，乙酸:戊醇1:1；温度，100℃；时间，1h）。

图10.（a）NH2-MIL-101@PAN催化剂纳米纤维催化4-硝基苯甲醛与丙二腈的Knoevenagel缩合反应（反应条件：横截面积为2cm×2cm的试验台，不同活性催化剂剂量，温度，30℃；时间，1h），（b）在Knoevenagel冷凝中0.1NH2-MIL-101@PAN的回收性能，以及（c）热过滤测试。