金属有机框架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）作为一种由金属离子/簇与有机配体自组装形成的多孔晶体材料，因其高比表面积、可调节孔径和结构多样性，在气体吸附、分离、催化及传感等领域展现出巨大潜力，Cu-BTC（也称HKUST-1）作为一种经典的MOFs材料，以其优异的孔道结构和铜活性位点，成为研究热点，Cu-BTC骨架中配位水分子和亲水性金属中心的存在，使其在潮湿环境中易发生结构坍塌，严重限制了其在实际应用中的稳定性，对Cu-BTC进行疏水处理，提升其抗水性能，已成为该领域研究的重要方向。
Cu-BTC的亲水性挑战
Cu-BTC的结构由Cu₂ paddlewheel次级结构单元与1,3,5-苯三甲酸（BTC）配体构成，其孔道表面富含未配位的Cu²⁺位点和水分子，这些位点易与水分子通过配位或氢键作用结合，在潮湿条件下，水分子会占据孔道并破坏Cu-O配键，导致框架结构逐渐崩塌，比表面积和孔容急剧下降，从而丧失其功能特性，在气体吸附分离中，水分子的竞争吸附会降低目标气体的吸附容量；在催化反应中，结构坍塌会导致活性位点失活，赋予Cu-BTC疏水性，是拓展其实用化应用的关键步骤。
Cu-BTC疏水处理的主要方法
针对Cu-BTC的亲水性缺陷，研究者们开发了多种疏水改性策略，核心思路是降低材料表面的表面能，阻碍水分子与骨架的相互作用，目前主流方法包括以下几类：
表面修饰法
表面修饰法是通过物理或化学方式在Cu-BTC表面引入疏水基团，而不改变其主体结构，常见方法包括：
- 硅烷化反应：利用硅烷偶联剂（如含氟硅烷、烷基硅烷）与Cu-BTC表面的羟基或未配位Cu²⁺反应，引入-Si(CH₃)₃、-CF₃等疏水基团，采用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷（PFDTCS）修饰Cu-BTC，可在表面形成致密的氟化层，显著提升材料的疏水性，接触角可达130°以上。
- 有机配体后修饰：通过配体交换或共价嫁接，将疏水性有机基团（如长链烷基、芳香基团）连接到BTC配体上，从而改变孔道内壁的亲疏水性，将含氨基的疏水配体与Cu-BTC反应，通过氨基与Cu²⁺的配位作用实现表面功能化。
共结晶法
共结晶法是在Cu-BTC的合成过程中，加入第二种疏水性有机配体与BTC共配位，形成复合MOFs材料，疏水配体的引入可直接降低材料的整体亲水性，同时可能增强框架的水稳定性，将BTC与疏水的2-甲基咪唑类配体共同参与自组装，得到的复合材料不仅保留了Cu-BTC的多孔结构，还因疏水配体的存在而提升了抗水性能。
核壳结构构建
通过在Cu-BTC颗粒表面包覆一层疏水材料（如聚合物、二氧化硅或另一层疏水MOFs），形成“核-壳”结构，隔离水分与Cu-BTC骨架的接触，采用原子层沉积（ALD）技术在Cu-BTC表面生长疏水氧化铝层，或通过原位聚合在表面包覆聚二甲基硅氧烷（PDMS），可有效阻止水分渗透，同时保持其多孔结构完整性。
金属离子掺杂
