一、引言

金属有机框架（MOFs）是一类具有高度有序结构和可调孔径的新型多孔材料，由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接而成，由于其独特的结构和性质，MOFs在气体吸附与分离、催化反应、药物传递等领域展现出巨大的应用潜力，要实现这些应用，深入了解MOFs的热稳定性和分解机制至关重要，本文旨在通过热重分析（Thermogravimetric Analysis, TGA）方法，系统研究不同金属有机框架材料的热稳定性及其分解过程，以期为MOFs的设计和应用提供理论指导。

二、实验部分

材料制备

选取多种具有代表性的MOFs材料进行研究，包括MIL-96、MIL-100、MIL-110等Al-BTC框架，以及MIL-53(Fe)等特殊功能化的MOFs，采用水热合成法或溶剂热法制备这些材料，并通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段确认其结构特征。

热重分析测试

使用热重分析仪对准备好的MOFs样品进行TGA测试，测试条件根据材料特性调整，通常在氮气或空气氛围下进行，升温速率控制在5-10°C/min，温度范围覆盖室温至800°C，结合差热扫描（DSC）分析，以获取更全面的热性能信息。

三、结果与讨论

热稳定性分析

通过对TGA曲线的分析，可以观察到不同MOFs材料的起始分解温度和失重速率存在显著差异，MIL-96和MIL-100的热稳定性优于MIL-110，这可能与其独特的三核μ3-氧桥辅助构建单元有关（详见文献），MIL-53(Fe)在不同水热合成温度下的TGA曲线也揭示了合成温度对材料热稳定性的影响（详见文献）。

分解机制探讨

结合原位高温X射线衍射（HT-XRD）和TGA-DSC联用技术，可以深入探究MOFs的分解机制，研究发现，大多数MOFs在热分解前会经历一个热非晶化的过程，即框架结构的坍塌导致长程有序的破坏，但局部结构仍保持相对稳定（详见文献），随着温度的进一步升高，有机配体开始燃烧，释放出CO2等小分子气体，最终留下金属氧化物或其他无机残留物。

影响因素分析

MOFs的热稳定性受多种因素影响，包括官能团的性质、金属硬度、配位溶剂分子的存在以及等网状扩张和互穿等（详见文献），含有较多羧酸盐基团的MOFs往往表现出更高的热稳定性和焓稳定性，合成过程中的条件控制，如温度、压力、溶剂种类等，也会对MOFs的热稳定性产生重要影响。

四、结论

通过热重分析方法，本文系统研究了不同金属有机框架材料的热稳定性及其分解机制，结果表明，MOFs的热稳定性受多种因素影响，包括官能团性质、金属硬度、配位溶剂分子的存在以及框架结构等，在热分解过程中，MOFs通常先经历热非晶化过程，随后有机配体燃烧并释放小分子气体，这些研究成果为深入理解MOFs的热行为提供了重要依据，也为MOFs的设计和应用提供了理论指导，未来工作将进一步探索MOFs的热稳定性调控策略，以满足实际应用的需求。