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金属-有机骨架化合物(MOFs),也被称为多孔配位聚合物,由于其独特的结构和作为功能材料存在的巨大潜在应用,受到各界科学家们强烈的关注。金属-有机骨架化合物可潜在应用于气体储存、分离、离子交换、催化、传感和药物释放等领域。为了获得目标结构和性质,多数科研工作者把研究重点集中在通过功能性金属离子和基团功能化有机配体来构筑新型的金属-有机骨架化合物。本论文基于晶体工程学原理,从MOFs的结构和功能性出发,研究金属-有机骨架化合物的合成、结构和性质。利用不同的三嗪环衍生物有机配体合成出5种多孔MOFs,并对它们进行单晶结构解析和性质研究。研究结果有以下几个方面:1.利用2,4,6-tris-(4-carboxyphenoxy)-1,3,5-triazine (H3L)配体与Zn(II)和Cd(II)离子合成出2种微孔MOFs,[Cd3(L)2(H2O)6]·1.5H2O·2EtOH·DMF (1)和[Zn3(L)2(H2O)2]·3H2O·TEA·2DMF (2)。因为骨架间存在π-π作用,使化合物表现出良好的热稳定性。这些化合物对H2和H2O等小分子物质具有较高的吸附量,并且对CO2还具有选择性吸附的性能。此外,化合物1和2还显示出较好的荧光性质。2.为了获得具有笼子结构的目标MOFs,我们对配体进行改造,设计出2,4,6-tris(3,5-dicarboxylphenylamino)-1,3,5-triazine (H6L),并成功将其与Zn(II)离子组装出一个具有三种笼子的RHT拓扑结构的[Zn(H6L)(H2O)3]·xGuest (3)。3.为了提高MOFs材料对气体吸附的含量,目前主要的策略是增强MOFs骨架和气体分子之间的相互作用力。主要采用的方法有骨架相互渗透、功能化配体、改造孔道的尺寸/形状、极性孔壁以及开放金属位点。从功能化配体的角度出发,考虑到-NH2,-OH和-COOH等对CO2的吸附具有促进作用,我们设计合成出具有这些基团的配体2,4,6-tris-(4-carboxyphenoxy)-1,3,5-triazine (H4L)。H4L分别与Cd(II)和Cu(II)离子构建出两个特别有意思的MOFs,[Cd(H4L)]·2H2O (4)和[Cu(H4L) H2O](5)。其中化合物5中还具有裸露的羧基氧,这将对CO2和H2的选择性吸附有着很好的促进作用,另外,化合物6为三维的笼子结构,在吸附分离和催化方面将具有巨大的应用前景。