Các chất quang xúc tác rắn truyền thống thường là các chất bán dẫn dạng nano oxide hoặc sulfide kim loại như TiO2, ZnO, WO3, CdS, ZnS và Fe2O3. Tuy nhiên xu
29
hướng hiện nay là tìm kiếm các vật liệu quang xúc tác mới có tính năng vượt trội như các vật liệu lai với các ligand hữu cơ carboxylic. Một số các nghiên cứu cho thấy, khả năng quang xúc tác mạnh ở vật liệu MOF-5 (hình 1.15), và cả trên vật liệu khung chứa đất hiếm Eu-MOF (hình 1.16).
Hình 1.15: ( ) Cấu tr c tinh thể của MOF-5 hợp chất chứa lƣu huỳnh (thioanisole) cần phân hủy chứa bên trong. (B) Cơ chế quang c tác đƣợc đề uất
cho MOF-5 nano với D là trạng thái khuyết tật (defect state).
Hình 1.16: Cơ chế quang c tác đề uất cho vật liệu chứa đất hiếm Eu- MOFcác n t mạng là cấu tr c đa diện EuO9].
Vật liệu quang xúc tác còn được chế tạo bằng cách sử dụng MOF làm mạng chủ (host matrix) chứa các nano kim loại, oxide kim loại như Au, ZnO, TiO2 có
30
hoạt tính quang xúc tác (Au@MOF-5, Au/ZnO@MOF-5, Au/TiO2@MOF-5) [5]. Một điểm khá đặc biệt của vật liệu khung cơ-kim, xuất phát từ bản chất rỗng, là cấu trúc cũng như các tính chất vật lý của chúng có thể thay đổi hoàn toàn phụ thuộc vào sự có mặt của các phân tử được hấp phụ trong khung. Kể cả tính chất quang xúc tác của MOF cũng vậy, chẳng hạn khi có mặt của K2CO3 hoạt tính xúc tác phân hủy alcohol của Au@MOF-5, Au/MOx@MOF-5 tăng lên mãnh liệt.
Các nghiên cứu chủ yếu về MOF thường liên quan đến các ứng dụng lưu trữ, tách lọc khí…, Mặc dù vậy, trong những năm gần đây đã có nhiều báo cáo cho thấy vật liệu MOF là vật liệu quang xúc tác tốt cho phân hủy các chất hữu cơ, tuy nhiên so với các nghiên cứu về MOF ứng dụng trong các lĩnh vực khác, cũng như so với các nghiên cứu về vật liệu quang xúc tác nói chung như TiO2, thì nghiên cứu về MOF làm vật liệu quang xúc tác còn ở mức rất khiêm tốn. Thậm chí các nghiên cứu tổng quan về ứng dụng của vật liệu MOF đến năm 2009 vẫn chưa có đề cập gì đến các báo cáo về tiềm năng ứng dụng của MOF làm vật liệu quang xúc tác. Ngoài ra các nghiên cứu chế tạo vật liệu trên cơ sở kết hợp các ưu điểm của vật liệu quang xúc tác vô cơ, oxit với các đặc tính quý báu của MOF như độ xốp cao, bề mặt riêng lớn…còn rất mới mẻ. Cho đến nay, so với các nghiên cứu về xúc tác hóa học, các nghiên cứu về quang xúc tác gần như vẫn chưa có định hướng rõ ràng nhằm biến vật liệu MOF thành vật liệu quang xúc tác mới có những ưu thế vượt trội.