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金属有机骨架（Metal-organic frameworks,MOFs）材料是一类由无机金属离子和含氮或含氧的多齿有机配体在一定条件下自组装形成的具有一维、二维或三维空间结构的新型多孔材料。MOFs与传统材料相比,具有高孔隙率、高比表面积、大量的配位不饱和金属活性位点以及可调的孔尺寸和表面性质等特点。这些独特的性能使得MOFs在诸多领域具有良好的应用前景,如气体储存和分离、吸附、催化、传感和载药等,其中研究最热的当属MOFs的吸附和催化性能。MOFs的多孔性和较强的可配位性让其在重金属吸附领域崭露头角,多种MOFs材料被用于去除水溶液中的重金属离子。然而,将MOFs作为预处理材料应用于样品中重金属离子检测的研究少有报道,因为对实际样品的处理要求所使用的MOFs材料不仅具有高效的吸附性能,还应具备稳定的晶体结构,且要适应多种样品环境。MOFs中高密度的金属活性位点和遍布的孔穴使其在多相催化领域也受到了众多关注。有研究者为了增强MOFs的催化活性,开始将MOFs与一些传统材料如金属纳米颗粒、碳类材料等形成复合物,以达到协同催化的效果。该研究尚处于起步阶段,MOFs的种类,形成的复合物种类,催化反应类型也在逐渐丰富,引起越来越多的关注。本论文分别利用MOFs的快速高效吸附性能和多相催化活性,研究了MOFs在含重金属样品的预处理以及与Fe3O4构建核-壳型磁性复合材料用于催化H2O2氧化反应这两个领域的应用,主要研究内容如下:1.巯基化[Cu4O（BDC）]n用于茶叶中重金属检测的样品预处理。采用水热法合成了[Cu4O（BDC）]n（BDC为对苯二甲酸）,利用后合成修饰技术在常温下对其进行巯基化修饰,得到巯基化修饰的[Cu4O（BDC）]n。通过傅立叶变换红外光谱和X射线粉末衍射技术证实巯基的成功修饰。对巯基修饰后的MOFs通过扫描电子显微镜和热重分析进一步表征。并研究了巯基修饰的[Cu4O（BDC）]n对多种常见金属离子和重金属离子的吸附性能。巯基修饰的[Cu4O（BDC）]n对四种重金属离子（Hg2+,Cr6+,Pb2+,Cd2+）,特别是对Hg2+显示出高效的选择性吸附。静态和动态吸附试验表明巯基化的[Cu4O（BDC）]n对H2+有很强的吸附能力和选择性,并具有快速动力学特征。将巯基化的[Cu4O（BDC）]n作为吸附剂,应用于茶叶重金属检测样品的预处理,成功地选择性富集上述四种重金属离子。2.JUC-62作为吸附剂应用于茶叶和蘑菇中Hg2+的含量测定。以Cu2+为中心金属离子,3,3’,5,5’-偶氮苯四羧酸为有机配体,DMF为溶剂,采用溶剂热法合成得到JUC-62。通过扫描电子显微镜,热重量分析和氮气吸附-脱附等温线对制备的JUC-62进行表征,证明JUC-62是一种多孔晶体。JUC-62作为吸附剂,对Hg2+具有优越的吸附能力。严格研究了 JU C-6 2在静态和动力学条件下的吸附性能,实验数据可以用Langmuir模型和准二阶动力学模型方程非常好地拟合。JUC-62对Hg2+的最大吸附量为836.7 mg/g,与各种已报道材料相比,吸附性能最佳。并且对浓度为0.1 mg/mL Hg2+的吸附在15分钟内即达到平衡,具有快速吸附的优势。将JUC-62作为固相萃取吸附剂,成功应用于茶叶和蘑菇样品的预处理,对所含Hg2+进行检测,得到令人满意的结果。3.两种新型MOFs的合成及对Pb2+吸附的应用研究。分别以Cu2+和Cd2+为中心金属离子,N,N,N’,N’-四-（4-甲酸基苯基）-4,4’-联苯二胺（H4TCPBDA）为有机配体,DMF为溶剂,合成了两种新型MOFs。采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射和氮气吸附-脱附等温线等技术对这两种MOFs的晶体结构和性质做了表征。考察了两种MOFs对Pb2+吸附能力,并与商业购买的吸附剂Al2O3进行比较。它们的吸附能力大小排序为 Cu（TCPBDA）>Al2O3>Cd（TCPBDA）,其中 Cu（TCPBDA）对 Pb2+的最大吸附量达到300 mg/g。将Cu（TCPBDA）应用于化妆水和乳液中Pb2+检测前的样品预处理,其对Pb2+具有良好的吸附富集能力,检测结果准确可信。4.Fe3O4@MIL-100（Fe）作为类过氧化物酶用于血清中胆固醇的检测。通过逐层包裹法,在Fe3O4表面涂上MOFs层,形成具有磁性的核-壳型复合材料,即Fe3O4@MIL-100（Fe）。Fe3O4@MIL-100（Fe）具有类过氧化物酶活性,可以催化H2O2形成羟基自由基,氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺,生成蓝色氧化物,该氧化物在652 nm处有最大紫外吸收。比较了 Fe3O4、MIL-100（Fe）、两者混合物（Fe3O4+MIL-100（Fe））以及 Fe3O4@MIL-100（Fe）的催化性能,核-壳型Fe3O4@MIL-100（Fe）的类过氧化物酶活性显著增强。Fe3O4@MIL-100（Fe）的催化行为遵循Michaelis-Menten方程,且对底物的亲和力高于辣根过氧化物酶。在最佳条件下,生成的蓝色氧化物在652 nm处的吸光度与H2O2的浓度呈线性相关。由于H2O2是胆固醇在胆固醇氧化酶存在下的氧化产物,因此间接开发了高灵敏和高选择性的胆固醇检测方法。该方法可以检测到低至0.8μM的胆固醇,线性范围为2～50μM（r=0.999）。所建立的方法成功地应用于检测血清样品中的胆固醇水平。作为人工过氧化物酶,Fe3O4@MIL-100（Fe）具有催化效率高,成本低,稳定性好,易于制备和储存的优点。