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在过去十年中,金属-有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)作为一种新颖的晶态多孔材料受到了世界范围内科学家们的广泛关注。这类材料不仅具有美轮美奂的的三维结构和新颖的拓扑类型,而且在温室气体的吸附与分离、能源气体的储存、荧光探针、空间限域内的不对称催化、药物分子的传递以及分子磁性方面表现出了良好的应用前景。一般而言,构筑MOFs材料的基本单元包括金属节点或原位生成的金属节点簇以及有机配体,因此合理的选择金属以及有机配体对于构筑具有特定功能性的MOFs材料具有至关重要的作用。 本论文从MOFs的构建策略出发,利用两种不同的配体策略,通过合理的选择有机配体与金属离子,筛选反应合成条件,成功的合成了15个MOFs,并利用X-射线衍射、气体吸附、紫外光谱、磁学性质测量等手段对这些MOFs进行了结构和性质研究,探究和归纳了基于两种不同配体策略的合成MOFs材料的方法。 1.基于混合配体策略。以吡啶羧酸类配体bpydbH2为主配,4,4′-联吡啶为辅配,通过控制合成条件可以选择性的得到三维多聚锁套或三维二重穿插结构的MOFs(1-3),并对它们的荧光性质以及气体吸附性能进行了研究。通过将4,4′-联吡啶替换为氨基三氮唑类配体,我们得到了三个具有新颖拓扑结构的 MOFs(4-6)。4和5具有相同的次级结构单元与拓扑类型,由于金属离子上配位的溶剂分子不同导致了两个化合物结晶于不同的空间群。6具有氨基以及吡啶氮原子修饰的一维孔道,并且具有与化合物3相类似的基于二维63层的二重穿插的结构。吸附测试结果显示将联吡啶替换为双氨基三氮唑配体可以显著提高CO2的吸附量以及CO2/N2、CO2/CH4分离能力。 2.基于双官能团配体策略。合成了两个具有羧酸与三氮唑官能团共存的有机配体,并通过溶剂热、水热等合成方法并调控所使用的金属盐以及相应的阴离子得到了9个MOFs(7-15),并系统的研究了它们的次级结构单元的变化、单晶到单晶转换、染料吸附、气体吸附分离以及分子磁性等方面的性质。我们发现配合物中的次级结构单元对MOFs的功能及性质有着重要的影响。