金属-有机骨架(MOFs)化合物不仅具有卓越的特殊性质,且结构可调控、发色光谱范围广等优点。因此,金属-有机骨架化合物在新型材料方面得到了快速的发展,特别是具有活性位点的金属-有机骨架化合物。如在结构上具有开放的金属位点,孔道中有独立的阳离子或具有活性官能团等特点的化合物。具有活性位点的MOFs能与目标物快速产生作用,这主要是因为活性位点可以与目标物产生弱作用或发生交换使检测物与金属-有机框架发生作用。因此,微孔MOFs化学传感器具有反应快、应用方便、成本低等特点。迄今为止,科学家们已经在不同领域发展了各种各样MOFs化学传感器。基于以上考虑,我们选取了含有多个羧酸的V型配体和线型的具有活性位点的含氮配体为主配体,选择不同类型的具有活性官能团的配体作为辅助配体,用水热法成功合成了十一例金属-有机配合物。我们重点研究了化合物1-3对三价铁离子的荧光传感及荧光机理的探索；研究了化合物Me2NH2@MOF-10电化学检测二价铜离子；研究了化合物Me2NH2@MOF-10和Me2NH2@MOF-11对稀土元素的荧光探测。全文共分为五章。第一章,介绍了配合物的发展历程、金属-有机配合物的基本概念、结构和影响因素。最后,介绍了化合物的相关应用以及本论文的选题意义和进展。第二章,我们通过水热合成法合成了两例新颖的3D微孔MOFs,分别为：[Cd3(dpa)(DMF)2 (H2O)3]·DMF (1)和[H2N(CH3)2][Cd4(Hdpa)2(DMA)2 (H2O)3]·1.5 DMA-2H2O(2)。化合物1和化合物2是通过改变溶剂而得到的两例结构不同的孔道化合物。在化合物1中,羧基配体完全质子化得到无活性基团的孔道结构,而化合物2配体部分质子化得到具有活性位点的孔道结构,且活性位点伸向孔道中。我们研究发现化合物1和2对三价铁离子具有很好的荧光淬灭作用,可对三价铁离子进行荧光探针。由于化合物1和2的结构有很大的差异,所以两例化合物的荧光传感机理有很大差别。化合物2中羧基配体部分质子化,因此化合物2中存在活性位点,被分析物可以与活性位点发生交感。化合物1中羧基配体完全质子化,没有可参与作用的活性位点,这样导致静态淬灭过程很弱。我们通过一系列的实验验证了结构与荧光淬灭的关系。这项工作对寻找荧光金属-有机孔道化学传感器具有较好的借鉴作用。第三章,我们选用线型的2,5-二(4-吡啶基)嘧啶作为主配体,由于2,5-二(4-吡啶基)嘧啶中间吡啶基上氮原子很难与金属离子配位,故基于2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体形成的配合物将具有活性基团(吡啶基团)。此外,我们选择具有活性官能团(或含多个羧基)的羧酸配体作为第二配体,通过水热合成法构筑了一系列具有活性基团的锌金属-有机配合物。分别为：[Zn(bpyp)(L-OH)]n·DMF-2H2O(3), [Zn(bpyp)1/2(L-NH2)]n·2H2O (4), [Zn(bpyp)(dL)]n·3H2O (5), [Zn(bpyp)(HL)]-H2O (6), [Zn(bpyp)(L-NO2)] (7), [Zn3(bpyp)(tcb)2]·DMF (8), [Zn(bpyp)(Hbba)]·2DMF·H2O (9)。化合物3-9的结构中包含了1-3个活性位点。论文对这七例具有活性基团的锌配合物进行了结构描述以及基本性质的分析。此外,我们选择了热稳定性较好,且具有多个活性位点的化合物3,探讨了具有两个活性位点的化合物3对Fe3+的荧光传感机理,比较活性位点的个数对荧光传感的影响。结果表明,化合物3在荧光淬灭中的淬灭系数远大于化合物1和化合物2,特别是静态淬灭系数。这主要是因为静态淬灭系数是荧光化合物与分析物间的交感决定的。化合物1中没有裸露的活性官能团,Fe3+只能与框架中已参与配位的氧原子作用,但这种作用由于位阻的存在,使得弱作用很小。化合物2中有一个未配位的活性官能团(-COOH),这使得Fe3+可以与-COOH发生强的弱作用。化合物3有两个活性官能团,Fe3+可以与他们发生更强的作用。因此,具有二个活性位点的化合物3在荧光淬灭中要比不具有活性位点的化合物1和具有一个活性位点的化合物2的静态淬灭系数大的多。第四章,我们首次将具有微孔的阴离子骨架化合物Me2NH2@MOF-10与纳米金相结合来修饰玻碳电极。修饰后的玻碳电极对二价铜离子的检测表现出很好的选择性、高的稳定性和灵敏性以及宽的检测范围。这主要是因为3D的孔道化合物和纳米金增加了玻碳电极的比表面积,另外更为重要的是阴离子骨架化合物Me2NH2@MOF-10为二价铜离子进入修饰后的玻碳电极表面提供了通道,这是因为二价铜离子可以和阴离子骨架化合物中的二甲基胺阳离子发生交换,从而为铜离子进入修饰后的玻碳电极孔道中提供了驱动力。此外,我们用修饰后的玻碳电极Au/Me2NH2@MOF-10/GCE对淠河水进行了检测。这项工作为寻找新的传感器以及电化学材料提供了开创性的思路。第五章,我们成功的研究了两例具有阴离子骨架的微孔化合物Me2NH2@MOF-10和Me2NH2@MOF-11对稀土离子的荧光探针。化合物Me2NH2@MOF-10可以选择性的探针稀土Tb3+离子。实验结果表明化合物Me2NH2@MOF-11可以选择性的荧光传感Eu3+离和Tb3+离子。这是因为阴离子的骨架具有电子共轭系统可以与稀土离子发生交感,使得化合物阴离子框架的单重峰容易将能量转移到激发态,在实验中阴离子框架为阳离子交换提供了驱动力,促使了二甲基胺阳离子与稀土离子进行交换。此外,实验结果也表明了化合物Me2NH2@MOF-11在含NaC1的水溶液中可以将Tb3+离子释放出来。因此,化合物Me2NH2@MOF-11对Tb3+离子的吸收和释放是一个可逆的过程。该项研究对稀土的储存以及新型发光材料传感器的设计具有很好的借鉴作用。