金属有机框架材料（MOFs）具有高的比表面积、大的孔隙率以及结构可设计等特点,其在气体吸附与分离、荧光检测、质子传导、催化等领域都有着很好的应用前景。由d¹⁰轨道的Zn²⁺和Cd²⁺构建的MOFs具有易合成、结构新颖等特点,但是其配位键定向性较弱,金属节点刚性不足导致材料骨架稳定性不足,严重限制了d¹⁰金属MOFs的实际应用。本文选用非d¹⁰过渡金属离子取代骨架节点中d¹⁰金属Zn²⁺或Cd²⁺,增强MOFs中金属节点和骨架的刚性,提高材料稳定性和气体选择性吸附。我们通过溶剂热反应合成了两例四核镉MOFs（FJU-61和FJU-62）,其中FJU-61是基于三角锥型四核镉簇与四苯甲烷四氮唑配体通过4,6-连接模式形成了具有Al₂O₃拓扑类型的三维多孔框架材料;在FJU-62中,链状四核镉与四苯甲烷四氮唑配体也通过4,6-连接模式形成一个具有三维孔道的金属有机框架材料。我们使用 Cu²⁺和 Co²⁺进行取代,得到了 FJU-61-Cu、FJU-61-Co、FJU-62-Cu 和 FJU-62-Co四个混金属MOFs。在FJU-61中,Cu²⁺与Co²⁺均能取代所有与溶剂配位的Cd²⁺;FJU-62中Cu²⁺可以取代所有与溶剂配位的Cd²⁺,Co²⁺只能够取代配位溶剂数为4的Cd²⁺,论证了配位溶剂越多的d¹⁰金属离子越容易被取代,Cu²⁺的取代能力比Co²⁺更强。相对于活化后结构坍塌、不具稳定孔结构的FJU-61和FJU-62,这四个混金属 MOFs 的 BET比表面积显著提高,分别为 369.72 m2 g-1、304.59m2 g-1、423.02 m2 g-1 和 113.50 m2 g-1。FJU-61-Co 和 FJU-62-Co 对 15:85 CO2/N2 混合气都表现出显著高的的IAST选择性,分别为103.54和102.57。此外,我们也合成了由八核锌与四苯甲烷四氮唑配体通过4,8-连接模式形成具有flu拓扑类型的三维骨架MOF（FJU-60）。通过Ni²⁺、Co²⁺、Cu²⁺与Ru²⁺取代得到了 4例混金属MOFs。取代后的FJU-60-X的带隙分别为2.17（Co）,2.78（Cu）,2.69（Ni）和2.71（Ru）eV,明显低于FJU-60的3.05 eV,表明金属取代能够有效调节MOFs的带隙。1000 ℃热解FJU-60得到碳材料FJU-60-1000具有很好的氧还原性能,起始电位和电子转移数分别为-0.185 V和3.92。但金属取代FJU-60-X的热解产物的电催化氧还原性能却明显偏差,说明MOFs节点上的金属取代反应并不能有效提高材料的ORR电催化性能。