乙炔、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体的分离与纯化对能源、环保、化学工业等至关重要。传统的气体分离纯化技术主要采用高能耗高成本的低温精馏或吸收。相比之下,非热驱动的吸附分离被认为有望取代传统的分离技术,具有低能耗、高效率、绿色环保等优势。吸附分离的效率主要取决于吸附剂的孔隙结构和表面性质。相比于传统多孔材料（如沸石、活性炭等）,金属有机框架材料作为一种新型多孔材料,能够实现对孔隙结构的精确调控和功能化。这为针对不同气体性质,设计合成用于特定分离目标的新型吸附材料提供了可能性。本工作以乙炔、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体的吸附分离为应用目标,为了探索有机配体及其功能位点对材料的合成、结构稳定性以及吸附分离性能的影响,选择具有Lewis碱性吡啶位点的6-（4-羧基苯基）烟酸、具有供电基团（甲氧基、乙氧基）的间苯二甲酸为主配体,4,4’-联吡啶及其含疏水基团的衍生物等为辅助配体,硝酸锌或硝酸钴等金属盐为原料,在溶剂热条件下合成了15个配合物。对系列配合物进行了结构表征和稳定性性能测试,并系统研究了其气体吸附分离性能。具体如下:1、以6-（4-羧基苯基）烟酸（H₂cpna）为配体与硝酸锌反应,得到一个具有3D多孔结构的配合物:{[（Me₂NH₂）₂Zn₃（cpna）₄]×3DMF}_n（1）,但其结构稳定性差,裸露空气结构易坍塌,严重影响吸附性能。基于上述原因,考虑分别引入4,4’-联吡啶（bpy）、2,2’-二甲基-4,4’-联吡啶（dmbpy）和3,3’-二甲基-4,4’-联吡啶（tmbpy）三种辅助配体,构建了三个多孔材料:{[Zn₃（cpna）₃（bpy）]×4DMF}_n（2）、{[Zn₃（cpna）₃（dmbpy）]×4DMF}_n（3）、{[Zn₃（cpna）₃（tmbpy）]×4DMF}_n（4）。配合物2～4表现为相同的3D多孔结构,具有相同的三核锌金属簇次级结构单元,稳定性较好,直接活化后框架结构不会发生变化。水汽稳定性结果显示,联吡啶配体上的疏水基团甲基有助于提高材料的水汽稳定性。吸附分离性能结果表明,三者均具有较好的乙炔、二氧化碳吸附性能,但对甲烷、一氧化碳、氮气的吸附性能较差。相比而言,配合物3具有更好的乙炔吸附性能,在273 K和100 k Pa下,其对乙炔和二氧化碳吸附量分别达103 cm³·g^-1、81.7 cm³·g^-1。配合物4具有更好的C₂H₂/CH₄、C₂H₂/CO₂吸附分离选择性,室温下选择性高达38.5～22.4和9.1～3.9。而配合物2具有较好的CO₂/N₂、CO₂/CO、CO₂/CH₄的吸附选择性。以配合物2～4作为母体,分别进行金属镁离子掺杂得到配合物5～7,粉末衍射分析结果表明,镁离子掺杂并没有改变原配合物的结构,并且能够提高材料结构的水汽稳定性;吸附性能研究表明,镁离子掺杂能有效提高配合物对乙炔等气体的吸附能力,特别是对配合物2,但会导致部分混合气体的选择性有所下降。配合物2～7均具有良好的重复使用性能,再生条件简单。总之,在结构中引入疏水甲基、镁离子掺杂等策略均能明显提高材料的疏水性能。2、以5-乙氧基间苯二甲酸（5-H₂EIA）为主配体,bpy、dmbpy、tmbpy、4’-（3’’-吡啶基）-2,4’:6’,4’’-三联吡啶（ptp）分别为含氮辅助配体,构建了三个钴配合物和两个锌配合物。配合物{[Co（5-EIA）（bpy）]·H₂O}_n（8）具有2D网络结构,其吸附性能一般。配合物{[Co₆（5-EIA）₅（tmbpy）（μ₃-OH）₂（H₂O）₂]?4H₂O}_n（9）为3D多孔结构,具有六核钴金属簇次级结构单元,配位水分子或羟基除去后能够形成开放金属位。钴配合物10（含氮配体为dmbpy）与9同构,但由于含氮配体上的甲基位置不同,导致二者的孔结构、表面化学环境相异。配合物9的孔径较小,因而具有良好的C₂H₂/CH₄、CO₂/CO、CO₂/CH₄吸附选择性。配合物10则具有较好的乙炔、二氧化碳吸附能力,并且由于具有两种差异较大的孔径分布,其乙炔吸附表现出分段现象。在配合物9基础上,添加第二金属锌离子,合成了配合物9-Co-Zn,其为9同构化合物,并且吸附性能也一致,但其颜色会随样品中水分子的吸附与脱附发生可逆变化。配合物[Zn₂（5-EIA）₂（dmbpy）_0.5]_n（11）、{[Zn₂（5-EIA）₂（ptp）（H₂O）]?3H₂O}_n（12）具有3D多孔结构,但二者的气体吸附性能较差,配合物12的重现性较差。配合物8～10均具有出色的水相稳定性,特别是配合物9、10具有可逆吸附水分子的能力。配合物10在空气中放置150 d,其吸附性能和新合成样品基本保持一致。3、以5-甲氧基间苯二甲酸（5-H₂MIA）为主配体,分别与bpy、tmbpy、dmbpy三种含氮辅助配体组合,构建了三个钴配合物。配合物{[Co（5-MIA）（bpy）]·H₂O}_n（13）与8同构,具有2D网络结构,孔径大小为0.35 nm左右,使得其对混合气体中的CO₂具有筛分效应,因而对CO₂/CH₄、CO₂/N₂、CO₂/CO等混合气体中的二氧化碳具有非常高的选择性,甚至表现出非常少见的、反转的CO₂/C₂H₂吸附选择性,配合物13的吸附性能优于配合物8。配合物{[Co₆（5-MIA）₅（tmbpy）（μ₃-OH）₂（ethanol）₂]·2ethanol}_n（14）具有3D网络结构,与配合物9同构,活化后样品具有开放金属位,再加上其较小的孔径,使得其具有较好的乙炔、二氧化碳吸附能力,以及较高的混合气体吸附选择性,配合物14对乙炔、二氧化碳的吸附性能高于配合物9。配合物15与10类似,结构中也存在两种差别比较明显的孔径分布,因而对乙炔的吸附表现出分段现象,并且其对乙炔、二氧化碳的吸附能力较配合物10优异。在配合物13～15基础上,添加第二金属锌离子合成了相应的双金属配合物,其中14-Co-Zn、15-Co-Zn与母体配合物结构一致,吸附性能也一致,而13-Co-Zn与母体配合物结构不同,其对乙炔、二氧化碳的吸附能力较13优异,并且具有良好的C₂H₂/CH₄吸附选择性。配合物13、14均具有出色的水相稳定性,配合物13活化后其性能甚至不受空气中水汽影响,配合物14具有可逆吸附水分子的能力。