近年来,金属有机骨架化合物（MOFs）作为一种新兴的有机无机杂化多孔材料,凭借其大比表面积、高孔隙率、官能团多样化等特性在很多领域备受关注。重要的是,MOFs作为前驱体能够简单、可控、高效地合成具有特殊形貌和性能的目标产物,例如金属氧化物、含碳/氮金属氧化物和多孔碳材料等。砷（Arsenic）是一个以高毒性而知名的化学元素,是最常见、对公众健康危害最严重的污染物之一,水体中砷超标严重威胁着人类健康与生态平衡。为了达到世界卫生组织（WHO）制定的饮用水中含砷标准,开发高效理想除砷材料成为研究的热点和难点。本论文首先以MIL-100（Fe）为前驱体通过调控热解温度和热解时间制备出一种新型磁性α-Fe2O3纳米簇,并将其作为吸附剂实现了快速高效去除水体中As（V）的目的。其次,为了解决高毒性高移动性As（Ⅲ）难以被去除的难题,以MIL-125（Ti）为前驱体制备出含碳Ti O2纳米光催化材料,实现了简单高效一步彻底去除As（Ⅲ）的目的。最后,为了研究含碳Ti O2纳米光催化材料的形成过程,进一步细化了MIL-125（Ti）的热解过程,揭示了热解过程的价键断裂与重组,从而为其他MOFs热解制备含碳金属氧化物提供了理论依据。1.以MIL-100（Fe）为前驱体通过调控热解温度成功制备出磁性α-Fe2O3纳米簇,并在此基础上进一步调控热解时间,从而优化了磁性α-Fe2O3纳米簇的理化性质。研究发现当热解温度为350°C、热解时间为6 h时,得到的磁性α-Fe2O3纳米簇的比表面积最大(76.25 m~2 g-1),对砷的吸附能力最强。2.为了研究磁性α-Fe2O3纳米簇对砷的吸附性能与机理,系统考察了吸附过程的影响因素。可以看出As（Ⅲ）和As（V）的吸附动力学数据都符合拟二阶动力学模型,并且在60 min即可达到吸附平衡,说明吸附过程为化学吸附且吸附速率很快。另外,吸附等温线都符合Langmuir单层吸附模型,As（Ⅲ）和As（V）的最大吸附容量分别为109.89 mg g-1和181.82 mg g-1,其吸附性能优于已报道的其他α-Fe2O3吸附剂。重要的是,制得的α-Fe2O3纳米簇具有磁性,易于分离,再生性好且具有很强的深度除砷能力,易于推广使用。吸附机理表明,表面羟基在吸附过程中起了重要作用,通过与砷发生化学吸附形成内层复合物,从而将其固定于材料介孔孔道中。3.为了解决As（Ⅲ）在水体中多以分子状态存在难以用吸附法去除这一难题,本文以MIL-125（Ti）为前驱体成功制备出一种含碳Ti O2纳米催化剂并用于光催化氧化除砷。在紫外光照射下,含碳锐钛矿Ti O2可光催化氧化As（Ⅲ）并同时吸附产生的As（V）,达到一步彻底去除As（Ⅲ）的目的。此外,本文证实了光生空穴为光催化氧化过程中的主要活性物质,羟基自由基起辅助氧化作用。4.为了研究含碳Ti O2纳米光催化剂的形成过程,通过细化MIL-125（Ti）的热解温度,揭示了热解过程中的价键断裂与重组,即随着热解温度从300°C增加到360°C的过程中,MIL-125（Ti）中部分C-O键、C-C键和Ti-O键逐步断裂,当热解温度达到360°C时,经过价键重组进而形成含碳Ti O2。该研究为其他MOFs热解制备含碳金属氧化物提供了理论依据。