MOFs材料具有良好的结构可调性,可以通过改变金属和配体种类,可控的合成出具有不同特性和孔结构的MOFs材料,具有良好的应用前景,尤其是多相催化领域。相比于单金属MOF材料,多金属MOF材料含有多个金属活性位点,它的结构和功能可以通过调节金属的比例进行设计和调控,这有利于提高材料的催化性能和骨架结构的稳定性,使其能够更好的应用于多相催化反应,尤其是该体系中研究较多的烯烃催化转化相关反应。烯烃的催化转化包括烯烃的环氧化反应和环氧产物的异构化反应,它们的产物是工业生产过程中重要的反应中间体,但是反应过程中分子氧的活化是一个挑战,难以做到高效,清洁的催化烯烃进行空气环氧化反应,并且已有研究中的反应模式较为单一。本论文基于MOF材料的特性和目标反应的需求,设计合成了具有协同催化功能的多金属MOF材料,并对材料催化烯烃绿色高效转化的性能进行了系统研究。具体研究内容如下:（1）在空气环氧化体系普遍以CHP或TBHP为引发剂达到高效环氧化的研究基础上,首次报道了以过硫酸钾为新的引发剂,在更加温和的条件下催化烯烃的环氧化反应。因为其合成简单、结构稳定且分子氧活化能力优异,本反应体系以Co-MOF材料作为环氧化反应的催化剂。当过硫酸钾作为引发剂,反应温度为80 oC,以廉价清洁的分子氧为氧源时,Co-MOF材料可在5 h内将底物α-蒎烯（3 mmol）全部转化。即使底物用量增加到10 mmol时,仍然可以实现良好的催化效果,其中环氧化合物的产率可以达到61.3%,远远超过其他引发剂如醛类或过氧化合物类的引发效率。不同的钴基多相催化材料在过硫酸钾的引发下也取得了不错的环氧化反应结果,底物拓展显示其他环状烯烃在以过硫酸钾为引发剂时也具有良好的环氧化反应效果。（2）迄今为止,在没有引发剂和共还原剂的情况下,开发用于在温和条件下高效环氧化烯烃的催化体系是困难的。本反应体系以对苯二甲酸为配体,通过干胶转化法制备了不同组成的双金属Zn Co-MOF,并将其用于在90 oC下催化α-蒎烯与空气的环氧化反应。在一系列Zn Co-MOF材料催化活性的研究中,Zn0.1Co1-MOF-D2-24材料的催化活性最好,在没有添加任何引发剂的情况下,α-蒎烯转化率高达95.5%,且环氧产物α-环氧蒎烷选择性也达到96.7%。环氧化研究结果表明,Zn和Co可以有效地活化和解离空气中的氧达到高效环氧化α-蒎烯的目的。这种双金属协同的催化效应归因于嵌入MOF材料晶格中具有相似电子结构和离子半径,能够相互作用的Zn和Co离子,避免了有机过氧化物引发剂和其他共还原剂的使用。在无水条件下,双金属材料Zn0.1Co1-MOF-D2-24在α-蒎烯与空气氧的环氧化反应中表现出稳定的催化活性,至少能够进行6次循环使用,活性没有明显下降。（3）针对大环烯烃环辛烯难以与分子氧高效环氧化的问题,我们以均苯三甲酸为配体,引入稀土金属La合成了双金属La Co-MOF材料。各项表征结果证明双金属La Co-MOF-BTC-H材料中Co和La不是物理混合物,而是以配位的形式共同存在于材料中,具有明显的相互作用,且La的加入使双金属MOF材料的酸性得到了显著增强。我们对比不同金属比例、不同金属组合、不同晶化温度和不同晶化时间对于材料结构和反应活性的影响,确定了具有最佳催化性能的La2Co8-MOF-BTC-H材料的合成条件。在80oC和30 ml/min空气流速的反应条件下,反应5 h后,环辛烯的转化率能够达到96.2%,环氧产物环氧环辛烷的选择性高达98.7%。La2Co8-MOF-BTC-H材料表现出良好的稳定性,经过6次循环使用,催化活性没有明显下降。（4）龙脑烯醛作为檀香系列香料和香精的重要中间体,其合成方法之一是通过α-环氧蒎烷（α-蒎烯的环氧产物）的选择性异构化反应得到。我们首次报道了通过低温焙烧Zr-MOF-R前驱体构建具有强Lewis酸性Zr-MOF-R-X-Cal材料的方法,Zr-MOF-R材料是由转动水热晶化法合成的,具有规整八面体结构、比表面积大和粒径均匀的优点。各种表征结果证明低温焙烧后的Zr-MOF-R-X-Cal材料基本保留了Zr-MOF-R前驱体的结构特征。更重要的是,焙烧后材料的表面Lewis酸度含量和比例显著提高,因此,低温焙烧后的材料对α-环氧蒎烷选择性异构化为龙脑烯醛的反应具有更高的催化活性。其中Zr-MOF-R-300-Cal对异构化反应的催化效果最好,α-环氧蒎烷的转化率能够达到95.9%,龙脑烯醛的选择性也能达到82.4%,远优于Zr-MOF-R前驱体和先前在文献中报道的催化材料。Zr-MOF-R-300-Cal材料在重复使用6次后催化活性并没有明显下降,表明其具有优异的稳定性。（5）串联反应能够将两步或多步反应在同一个催化材料上实现,不仅能够减少反应步骤,还能大幅提升反应效率。我们设计合成了双金属、三金属和MOF@MOF等不同形式的多金属MOF材料,将环氧化和异构化串联反应有机结合,以实现烯烃更加绿色高效的转化。合成的多种双金属和三金属MOF材料对于串联反应中烯烃的环氧化过程有良好的催化活性,但是串联反应中α-环氧蒎烷异构化过程的催化活性不太理想,说明串联反应中环氧反应和异构反应所需要的活性位点并不相同。设计合成的MOF@MOF类型的Zr0.2Co1-MOF-BTC-H@Zr-MOF-H材料对于串联反应有不错的催化活性,不仅能够将烯烃底物全部转化,还能得到27.8%的龙脑烯醛选择性。与之前环氧化反应体系中龙脑烯醛的选择性相比,Zr0.2Co1-MOF-BTC-H@Zr-MOF-H确实能够催化烯烃进行串联反应,但是,异构化反应的目标产物龙脑烯醛的选择性还有待进一步提高。