金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是通过金属离子或者金属簇作为次级结构单元,与含氮或羧酸有机配体自组装形成的具有较高孔隙率、结构均一的多孔结晶材料。与传统多孔材料相比,数量众多的可选金属离子与有机配体,使得MOFs具有易于调控的结构和性质,且其具有比表面积较大、空隙率较高等优点;已被广泛应用于非均相催化、气相液相吸附分离、发光材料、电磁等方面。本论文设计合成了四种基于三联苯二羧酸的功能化有机配体,通过与ZrCl₄的溶剂热反应构筑了一系列具有UiO-68框架结构的MOFs材料;利用X-射线粉末衍射、气体吸附、热重等手段,对所得MOFs材料的结构和物理化学性质进行了表征;主要研究了它们在非均相光催化、爆炸物识别、染料吸附和分离等方面的应用。第一章:简要介绍了金属有机骨架的发展历史,以及其作为一种新型多孔材料具有的独特优势与缺点;接着,简要介绍了MOFs在气体吸附分离、小分子吸附分离、非均相催化以及发光材料等方面的应用。第二章:设计合成了三苯胺功能化的三联苯二羧酸配体（标记为H₂-atpdc）,采用混合配体合成策略与二甲基三联苯二羧酸配体（标记为H₂-mtpdc）。接着与ZrCl₄反应,构筑了三苯胺功能化的金属有机骨架（标记为UiO-68-mtpdc/atpdc）;在蓝光LEDs的照射下,以空气作为氧化剂,该MOF能够有效的催化苯甲硫醚选择性氧化为亚砜以及苄胺的氧化偶联反应。第三章:将具有聚集诱导发光效应的四苯乙烯结构单元引入到三联苯二羧酸配体中（标记为H₂-etpdc）,类似地,采用混合配体策略将其与H₂-mtpdc配体混合后,与ZrCl₄在溶剂热反应条件下合成了四苯乙烯功能化的金属有机骨架（标记为UiO-68-mtpdc/etpdc）。由于MOF具有刚性的框架结构,限制了四苯乙烯单元中苯环的自由旋转,使得该MOF具有高效的发光量子效率,通过荧光猝灭的方式,该MOF能够选择性识别含有羟基的芳香硝基爆炸物;进一步研究发现,该MOF在蓝光照射下,催化N-苯基四氢异喹啉与吲哚以及硝基烷烃之间氧化脱氢交叉偶联反应。第四章:设计合成了两个萘环修饰的三联苯二羧酸配体（标记为H₂-natpdc）,类似地,采用混合配体策略将其与H₂-mtpdc配体混合后,与ZrCl₄在溶剂热反应条件下合成了萘功能化的金属有机骨架（标记为UiO-68-mtpdc/natpdc）。研究发现,该MOF对于苯甲硫醚的选择性氧化为亚砜反应的催化效果要远远好于三苯胺功能化的MOF Ui O-68-mtpdc/atpdc;进一步地,UiO-68-mtpdc/natpdc对于光催化苯硼酸转化为苯酚反应也有良好的催化效果。第五章:设计合成了N-甲基苯并咪唑共轭的三联苯二羧酸配体（标记为H₂-itpdc）,将其与ZrCl₄在N,N-二甲基甲酰胺溶液中反应,构筑了具有UiO-68框架结构的金属有机骨架（标记为UiO-68-itpdc）;将该MOF与碘甲烷通过“后修饰”反应将有机配体甲基化,从而得到了具有阳离子化的金属有机骨架（标记为UiO-68-ctpdc）。研究发现,该阳离子化的MOF对体积较小阴离子染料有很好的选择性吸附作用,但对分子体积较大的阴离子染料则没有明显的吸附作用,可望用于染料分子的分离与提纯。