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金属有机框架材料(Metal-organic frameworks = MOFs)是具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料,由有机配体和金属单元通过配位自组装而形成的。MOFs材料具有大的比表面积,高的孔隙率,结构和功能具有多样性。所以近年来MOFs材料在气体吸附与分离、荧光性质、电化学性质、化学传感器等领域引起人们的广泛注度。因此新颖的MOFs的拓展合成及在材料方面的应用具有重要的意义。本学位论文主要研究成果如下:1.基于单一种类金属构筑两例新型金属有机框架材料。其一是以半刚性含氮羧酸类配体 5-(Bis-carboxymethyl-amino)-isophthalic acid(H4L1)与 MnCl2 在溶剂热条件下成功合成出一例化合物[Mn3(L1)2(H2O)6]·H2O(HNU-20),通过利用X-射线单晶衍射仪分析其结构表明HNU-20是以金属Mn的二核簇与配体H4L1形成二维层状结构,并通过氢键形成三维的超分子结构;其二是以半刚性含氮羧酸类配体5-bis(3-carbonyIbenzyl)-aminoisophthalic acid(H4L2),以及辅助配体 5-甲基四氮唑(5-Methyl-1H-tertazole=mtz)与Zn(OAc)2·2H2O在溶剂热条件下成功合成出一例化合物Zn2L2(mtz)2(HNU-21),通过X-射线单晶衍射仪分析其结果表明HNU-21具有三维孔道,孔隙率约为64.3%,若将Zn2+和配体简化后,整体结构为典型的4-连接sod的拓扑。最后探究其荧光性能,结果表明HNU-21对金属Fe3+有着良好的选择性识别作用,检测限可以达到10-4mol/L,并且HNU-21对6种爆炸物也有着不同程度的荧光识别作用,其中对2,4-二硝基苯酚的荧光识别能力最强,检测限可以达到10-3mol/L。2.基于异金属的两例金属有机框架材料。以半刚性含氮羧酸类配体5-bis(3-carbonyIbenzyl)-aminoisophthalic acid(H4L2)与 ZnCl2和 LiNO3,在溶剂热条件下成功合成出一例化合物ZnLi2L2(DMF)2(HNU-22);在HNU-22基础上,采用Co2+替换Zn2+,成功合成了 HNU-23。通过X-射线单晶衍射仪分析其结果表明,HNU-22和HNU-23是同构的,其结构是每个金属簇与8个配体连接,而每个配体连接4个金属簇,如果将金属簇和配体分别作为节点,则整体框架可简化为4,8-连接的拓扑,拓扑类型是flu,符号为{412.612.84}{46}2。最后探究HNU-22的荧光性能,结果表明HNU-22对金属Fe3+有着良好的识别作用,其检测限在10-3mol/L,并且HNU-22对爆炸物成份的2,4-二硝基苯酚也有着良好的荧光识别作用,检测限可以达到10-4mol/L。3.基于金属有机框架复合材料的合成及其性能探究。以中空ZnO为基底,在其表明生长ZIF-8,成功合成中空ZnO@ZIF-8复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X-射线粉末衍射(XRD)对所得的材料结构和微观形貌进行表征,并探究了其气敏性质。研究结果表明,中空ZnO@ZIF-8微球对乙醇的气敏性能有了明显的提高,可见ZIF-8负载到中空ZnO微球对乙醇检测灵敏度提高起到了重要作用。