中图分类号：TP3191.4 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2025）08-0169-05
Abstract： Taking all relevant literature on“Photocatalytic Performance of Metal-Organic Frameworks （MOFs）”in Web of Science （WoS）database as data source，this paper uses the CiteSpace to comprehensivelysort out and summarize the photocatalytic propertiesofMOFs materials fromtheaspects of thenumberofpapers published，theauthorsof thepapers，and theco-occurrnceofkeywords.Theresultsshow thatresearchonthisfieldbegan in2007and grewslowly from210to2014， afterwhichthenumberofpaperspublishedincreasedapidly.Therearealreadyestablishdresearchteamsinthisfeld，butthe lack of collaboration between teams mayconstraintheirdevelopment.Future research hotspots mainlyfocus on the theoretical research of photocatalytic properties of MOFs materials and their large-scale application to pollutants.
Keywords：MOFsmaterial; photocatalysis; visual analysis
0 引言
面对日益严重的能源短缺与气候变化，利用催化剂将多余的 
转化为对人类有益的增值物质同时能够降解污染物是最有效的解决方式，太阳能是最丰富的能源，但是分散性及间歇性使得其很难直接应用，光催化剂能够实现利用光能进行物质转化[1]。针对光催化剂的研究， 
、Cds和 
等半导体光催化材料已经趋于完善，它们存在吸收区域普遍较窄、易光降解、量子产率低、光子-电子易复合等缺点，阻碍了其进一步的实际应用。金属有机框架材料（MOFs）是一种由金属离子或团簇和有机连接剂通过自组装方式形成的具有高度多孔性的晶体结构[2]，与半导体光催化剂相比具有许多优势。首先，其结构可调能够根据需要进行有机配体的优化合成以及金属离子的有效定向选择。能够通过有机配体和金属节点的选择将光敏范围从紫外光扩展到可见光甚至红外光区域。其次，MOFs的最高占位分子轨道和最低空轨道的位置可以定向调节，从而改变MOFs的氧化还原能力控制反应选择性。此外，框架结构具有高度的相容性能够与多种配体结合，为进一步的光催化性能优化提供可能。Dai等将纳米Cu粒子封装于 Z r 基MOFs内增加了光催化活性位点，能够有效催化 
光还原。Du等[3]研究了以PCN-222（Fe）为金属共光催化剂，对吡虫啉（ICP）的去除率达到 90 % 。黄恒琪等[利用钴基金属有机骨架（Co-MOFs）原位生成富氮共掺杂C3N5（Co-C3N5）材料，可在 6 m i n 内完全降解初始浓度为 3 0 m g / L 的盐酸氯四环素。由此可见，MOFs材料在光催化领域具有非常广泛的应用前景。
CiteSpace软件是一种新兴的研究工具，此软件通过绘制科学知识图谱对文献的文本数据信息进行可视化分析，绘制出来的知识图谱使得数据呈现效果增强，以更加直观的方式实现对数据的浏览和观察，从而梳理出某一领域的研究热点、前沿主题及其发展趋势，为今后的研究提供参考[]。
本文旨在利用CiteSpace工具以WOS数据库中的有关文献为数据来源，对MOFs材料光催化性能领域进行可视化分析。可以清晰、准确地了解该领域的研究热点、研究现状和研究趋势，为未来研究重点和方向提供一定的参考。
1研究方法及数据来源
本文数据来源基于WebofScience数据库中进行检索，检索式为 T S= （\"MOFs\" OR \"metal-organicframeworks\"（All fields） And \"photocatalyst\"（Allfields） And \"Article\" OR \"Review\" （Document Type）And \"English\"（Language），检索全部相关文献，初步检索得到1624篇文献，CiteSpace去重得到1572篇有效文献，运用CiteSpace及Origin软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1年度发文量数据统计分析
发文量分析可以清晰显示MOFs材料应用于光催化领域的研究情况，其变化趋势如图1所示。如图可知，针对MOFs材料光催化性能的研究从
2007年开始，2007一2010年发文量均仅为1篇，于2010—2014年开始缓慢增长，2007—2014年总发文量为31篇，此阶段可认为是MOFs应用于光催化领域的初级探索阶段，2015年开始发文量逐年显著增加，2015—2024年间总发文量为1521篇。这一现象说明针对MOFs材料光催化性能的研究得到了越来越多的关注。
图12007—2024年间W0S年度发文量分布情况2.2发文作者共现图谱分析
如图2所示，发文作者共现网络能够体现该领域的发展趋势与核心力量，以普赖斯定律 
（Npmax）1/2，（其中：MP为核心作者发文数量，Npmax为研究年限内发表论文最多作者的论文数）得到 M P= 3 . 4 3 ，即核心作者应为发文量大于3篇的作者为节点绘制发文作者共现关系图。
如图2所示，图中节点与作者字体大小与该作者发文量呈正比，不同颜色代表不同发文年限，图中共包含299个节点，486条连线，网络密度为0.0109，表明该领域学者的研究联系较为紧密[7]。以 Jiang Hai-Long（21篇）、KumarAbhinav（14篇）、ChengMin（9篇）、KuwaharaYasutaka（6篇）四位学者为中心的研究团队涵盖了该领域大部分学者，其余少部分作者间存在小范围交流联系，个别学者进行独立研究。可以看出，本领域发展已形成核心团队，但团队间的交流较少，未来加强团队间的合作频率对领域发展具有重要作用。
2.3关键词聚类图谱及突变分析
为分析该领域研究热点绘制关键词聚类图，如图3所示。图中共283个节点2092条连线，网络密度为0.0524，可知MOFs材料光催化性能研究领域的关键词较为集中[]，根据聚类标签可分析出该领域目前主要研究方向为：1）MOFs材料光催化产能及能源应用；2）MOFs光催化材料合成方法及活性位点研究。
图4例举了本领域的突现词，体现了研究发展趋势，由图可知自2017年开始本领域的研究开始系统化，研究内容主要针对MOFs材料合成方法及催化性能的基础研究。2018—2019年为M0Fs复合催化材料研究及产能应用。2020一2024年开始应用于水污染治理。其中强度较高的关键词为催化活性（5.01）、配位体（5.26）、污染物（4.49）。针对MOFs材料光催化应用于污染物的研究是未来研究的热点。
图3关键词聚类分析2.4研究前沿和发展趋势分析
综上所述，基于当前的研究现状和发展趋势，MOFs材料光催化性能的未来发展方向可能包括以下几个方面。
2.4.1 光催化性能优化
未来的研究将致力于优化MOFs材料的光吸收性能[，提高其对可见光的利用率，从而增强光催化反应的速率和效率。尽管MOFs产生的光生载流子在可见光下通过其活性位点迁移，但MOFs中存在电荷复合。在某些情况下，MOFs之间可以构建共价键作为迁移通道，从而有效地缓解电荷复合。金属有机骨架材料具有通过与其他半导体形成异质结结构来增强其光催化能力的潜力[0]。目前，提高MOFs光催化性能的方法如下：1）通过溶剂热合成结合金属或配体。2）配体功能化，通过选择性地对MOFs进行官能团修饰，可以拓展MOFs的光谱响应范围，增加其对太阳光的利用率，促进光生电子的有效激发，能够降低禁用的带宽，减少光生电子－空穴的再结合，从而提高光利用率提升其光催化性能。3）负载金属离子或配体以增加光吸收同时抑制光生电子-空穴络合物。4）负载金属纳米颗粒，在MOFs合成完成后通过浸渍、沉积或离子交换引入金属纳米颗粒，实现对MOFs结构功能的精细调控。5）将MOFs与其他半导体材料耦合形成异质结来产生更多的活性中心。6）用碳材料进行装饰，比如碳量子点和氧化石墨烯[11]。
2.4.2 MOFs应用研究
MOFs材料的应用[]研究主要集中于以下几个方面1）水净化和污染物降解：随着工业化进程的迅猛发展，水污染已严重危害了人的生命安全，并对其生态环境产生了极大影响。近年来，我国的生态环境问题日趋严峻，已逐渐成为一个不可忽视的社会问题。未来针对MOFs材料光催化的研究是一项环境友好的污水治理新方法，可实现污水中毒性的快速降解，是一项极具发展潜力的新兴技术。当前，在提高其光电转化效率方面仍面临诸多问题。因此，发展新型的、高效的光催化材料是未来研究方向。2）光催化水分解：光催化水裂解由两个半反应组成，即析氧反应（OER）和析氢反应（HER）。这是一个艰难的反应，需要克服 1 . 2 3e V 的能垒。为了实现整体的水分解，原则上MOFs的带隙能（Eg）应 gt; 1 . 2 3 e V ，以满足热力学要求，且光催化剂的能带最大值（VBM）应分别高于质子还原电位和低于水氧化电位，针对此需求对MOFs结构进行设计将具有重要意义。3）批量生产、操作条件和材料性能的评估，开发环保且具有成本效益的MOFs仍然是一个挑战，因为生产MOFs尚不具有成本效益将限制批量生。大多数方法还使用大量有害的溶剂，可以用环保的替代品代替[13]。因此，更有效、更快速和更环保的方法对于降低生产成本至关重要。MOFs的稳定性和再生性在水处理的生产和运营成本中也起着巨大作用[14]。
2.4.3M0Fs材料光催化技术与其他技术的复合
MOFs材料光催化技术可以与其他水处理技术相结合，形成复合治理系统。例如，可以与膜技术、生物处理技术等相结合，实现水中污染物的全面去除和高效处理。
综上所述，针对MOFs材料光催化性能的研究具有广阔的前景和潜力。通过不断优化材料性能、拓展应用领域、提高稳定性和开发新型材料，有望为水中污染物的治理提供更加高效、环保的解决方案。
3结论
本文以MOFs材料光催化治理水中污染物为研究对象，以WOS核心数据库中所有年份的“MOFs材料光催化性能”的文献作为研究样本，运用CiteSpace软件对发文量、作者、关键词共现进行了可视化分析得出以下结论：MOFs材料的光催化性能研究起始于2007年。2010一2014年开始缓慢增长，2015年开始发文量呈线性增长的趋势，该研究领域在未来将吸引更多的关注。该领域已形成专业的研究团体，以JiangHai-Long（21篇）、KumarAbhinav（14篇）、ChengMin（9篇）、KuwaharaYasutaka（6篇）四位学者为中心的研究团队最具有代表性，团队内部联系紧密，但团队间的合作较少，拓宽团队合作是未来该领域发展的关键。目前该领域的主要研究内容集中在材料本身的结构优化及合成方法创新、产能及能源利用领域。近几年开始应用于污染物降解，预测未来的发展趋势为MOFs材料光催化性能提升的理论研究、规模化应用于污染物治理的方法研究及与其他技术耦合的技术研究。本研究结果对理解该领域的发展、研究现状及未来发展方向提供助力，为相关研究和应用提供有益的参考。
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作者简介：芦梦楚（1995一），女，汉族，山东枣庄人，助教，硕士，研究方向：环境功能材料、水污染治理。
