金属有机框架（MOFs）是一类具有高度有序的孔道结构的材料，由金属离子（或簇）和有机配体组成。MOFs的独特结构和化学性质使其在吸附、分离和催化等领域具有广泛的应用。在针对包括CO₂、SO₂、NOx、VOC及卤素化合物等工业废气的净化及资源转化方面，MOFs具有很高的应用价值及发展潜力。CO₂是工业废气排放中的首要排放物，同时也是全球气候变化的主要原因之一。得益于较高的CO₂吸附能力和选择性催化CO₂还原反应，MOFs是吸附和转化CO₂的常用介质材料。此外，MOFs还可以用于将SO₂和NOx等工业有害气体转化为无害物质，如SO₂可以被MOFs吸附和氧化为SO₃，进而深度转化为硫酸等价值化学品。NO_x可以被选择性还原或经活性氧物质（ROS）直接氧化转化为高附加值化学品。部分 MOFs亦用于吸附和催化降解卤素污染物、VOCs等有机污染物，从而减少它们对环境和人体的危害。

上海理工大学肖舒宁课题组、曲靖师范学院缪应纯课题组归纳并总结了MOFs的表面、界面和结构优化对于提高其在废气转化方面性能的重要作用。通过优化MOFs的结构和表面性质，可以提高MOFs对废气的吸附和选择性催化活性，从而实现废气向高附加值化学品和燃料的高效转化。论文首先对MOFs的制备方法简要归类并对MOFs的总体合成思路提供了选择。此后，作者着眼于MOFs的结构和化学性质以及MOFs在催化、吸附和分离等方面的应用，深入讨论了如何通过表面、界面和结构优化来改善MOFs的催化、吸附和分离性能。其中表面优化可以通过改变MOFs的表面性质和特定亲和基团的分布，提高MOFs与反应物之间的主客体亲和力及接触面积，达到增强吸附和催化反应的效果（图2）。界面优化可以通过将MOFs与其他材料相结合，形成界面强结合的复合材料，提高MOFs在废气转化中的稳定性和可控性（图3）。

结构优化可以通过调控MOFs的晶体结构、孔径大小和孔道形状等，实现与客体分子的自适应匹配进而提高其富集及催化性能。此外，如图4所示，MOFs固有的丰富多孔结构被证明是优良的气固相转化载体。

在未来长足的一段时间内，MOFs在废气转化方面的应用仍有很大的发展潜力。例如，可以通过组合不同的金属离子和有机配体来开发新的MOFs，进一步拓展其性能潜力；也可以通过将MOFs与其他材料相结合，形成更加稳定和高效的复合材料。此外，随着MOFs制备技术和表征技术的不断发展，可以更好地理解MOFs的性质和优化方法，从而实现MOFs在废气转化方面的更广泛应用。