本文致力于金属-有机框架（metal-organic frameworks,MOF）的结构及性能研究。目的在于根据晶体工程学原理,合理地选择中心金属离子、芳香羧酸以及杂环双齿桥联配体构筑具有多维结构的MOF,并研究它们的结构、荧光及光催化性能。第一章概述了MOF的基本概念,与选题相关MOF的研究进展,以及本课题选题的意义。第二章探讨了水热条件下获得的三个新MOF,[Cd₃（5-NO₂-bdc）₂（5-NO₂-bdcH）₂（4,4’-bpyo）₂]_n（MOF1）（5-NO₂-bdcH₂=5-nitro-1,3-benzenedicarboxylic acid;4,4’-bpyo=4,4’-bipyridine-N,N’-dioxide）、[Mn（5-NO₂-bdc）（bbim）]_n（MOF 2）（bhim=1,1’-（1,4-butanediyl）bis（benzimidazole））和{[Gd（5-NO₂-bdc）（5-NO₂-bdcH）（H₂O）₂]（4,4’-bpyo）_0.5}_n（MOF 3）,并对其结构进行了表征。经单晶X-射线衍射研究表明:MOF 1是以中心对称三核簇[Cd₃（COO）₄O₂]为SBU（secondary building units）的NaCl型拓扑结构。MOF 2是以双金属簇[Mn₂（COO）₂]为SBU的CsCl型拓扑结构,这也是首例含有顺式bbim桥的MOF。MOF 3是以双核簇[Gd₂（COO）₂]为SBU组装的2D（twodimensional）层,同时2D层又与4,4’-bpyo以氢键弱相互作用进一步构筑的3D（threedimensional）超分子框架。TG（thermal gravity）研究表明:MOF 1和2稳定性高于MOF 3。固体荧光光谱表明:MOF 1的荧光发射位于410和429 nm,来源于配体4,4’-bpyo内的π-π^*跃迁。此外重点研究了以4f区金属Gd为中心离子的MOF 3在非均相体系中,对有机染料-活性艳红X3B （reactive brilliant red X3B）的光催化降解性能、反应动力学和反应机理。研究表明:紫外光和可见光照射下,X3B的降解速率常数分别为0.1022和0.0138 h^-1,对应准一级动力学方程。体系中加入TBA（tert.-butyl alcohol）做-OH自由基淬灭剂,紫外光照射下,反应速率常数为0.0347h^-1,明显下降,推断出其可能的反应机理为氧化活性极强的·OH自由基进攻X3B并将其氧化从而完成光催化过程。PXRD结果证明在降解过程中,催化剂MOF 3具有较高的稳定性,光催化前后其主体框架保持不变。以上表明MOF 3在光催化处理水中有机染料污染物方面具有潜在应用前景。第三章探讨了水热条件获得的六个未见报道的MOF,[Cu（bdc）（bimb）]_n（MOF 4）（1,4-bdcH₂=1,4-benzenedicarboxylate;bimb=4,4’-bis（1-Imidazolyl）biphenyl）、[M₃（btc）₂（bimb）₂·（H₂O）_x]_n（M=Cu,x=3（MoF5）;M=Mn（MOF6）,Co（MOF 7）,Cd（MOF 8）,x=4）（1,3,5-btcH₃=1,3,5-benzenetricarboxylate）和[Cd（btcH）（bimb）]_n（MOF 9）],并对其结构进行了表征。经单晶X-射线衍射研究表明:MOF 4是由三个独立简单立方单层网络相互穿插形成的3D框架;MOF 5-8是（4,4,4）连接的异质同构3D框架;MOF 9是（3,4）连接的2D层,同时2D层又与bimb/btcH^-配体上的C-H基和羧基氧原子以氢键进一步形成的3D超分子框架。TG研究表明:MOF 4和9稳定性高于MOF 5-8。固体荧光光谱表明:MOF 8和9荧光发射分别位于356和385 nm,358和388 nm,来源于配体1,3,5-btcH₃内的π^*-n跃迁。此外重点研究了异质同构的MOF 6和7对X3B的光催化降解性能、反应动力学和反应机理。结果表明:紫外和可见光照射下,MOF 6对X3B的光催化降解速率常数分别为0.1084和0.0727 h^-1;相应地,MOF 7对X3B的光催化降解速率常数分别为0.2644和0.1348 h^-1,四个数据都对应准一级动力学反应方程。在催化过程中,MOF 6和7表现了高的光催化活性,MOF 7的光催化效率明显高于MOF 6。反应体系中引入TBA,降解速率明显降低,推断出氧化活性极高的·OH自由基通过进攻X3B并将其氧化完成光催化反应,与MOF3的降解机理一致。按照分子轨道理论,配体到金属的电荷迁移（LMCT）是分子中的电子由最高占有轨道（HOMO）到最低空轨道（LUMO）的跃迁的过程。固体漫反射光谱表明:MOF 6和7的LMCT分别为307（262）和333（265）nm,由此确定MOF 6和7的禁带宽度分别为4.04和3.72 eV。也就是说MOF 6的能带间隙大于MOF 7的能带间隙,可推断出MOF 7对X3B的光催化降解速率要大于MOF6,推断与实验结果一致。MOF 6和7催化剂活性的差异与两个MOF中心金属离子的不同有关。PXRD结果证明光催化前后MOF 6和7主体框架保持不变。以上表明MOF 6和7在光催化处理水中有机染料污染物方面具有潜在应用前景。在第四章中对所做的研究进行了简单总结、提出创新点并对MOF做光催化剂前景进行了展望。