金属有机框架化合物(MOFs)是近二十年来配位化学领域发展最快的一个方向，是一个涉及无机化学、有机化学和配位化学等多学科的科研课题。它是以金属原子作为节点，并以有机组分作为链接而形成的一种3D的立体框架。根据有机配体和无机金属离子或者金属离子簇的几何构型，它们的结构能根据所需要的目标性质被设计合成。并且由于MOFs材料在氢气存储与分离、传感器、药物缓释、催化反应，质子传导等领域都有重要的应用，所以在过去的二十年MOFs材料被快速的发展。随着MOFs材料种类的日益增多以及复合MOFs材料的逐渐兴起，MOFs材料将有不可估量的应用前景。本文介绍了三例基于笼的构筑单元构筑的孔洞3DMOFs材料(1-3)，其中有两例是基于双层笼单元构筑的孔洞MOFs(2，3)，而且这两例笼MOFs材料是迄今为止唯一的两例通过穿插的方式形成笼包笼的孔洞MOFs材料。另外一例基于笼的孔洞MOF则是由罕见的六重互锁的鼓型笼通过3D自锁形成的类沸石的孔洞MOF材料(1)。除了以上这三例笼型MOFs材料，本文还报道了其它七例和手性相关的MOFs材料(4-8)，这七例MOFs材料中4L和4D是一对由手性诱导试剂诱导形成的相互对映的均手性MOFs材料，5-7是三例同构的稀土和混配体咪唑-4，5-二甲酸和D-樟脑酸构筑的荧光MOFs材料，但由于结构中D-樟脑酸的甲基基团的统计分布使得5-7的手性特征不明显，8P和8M是一对通过非手性配体和金属铅自发拆分形成的手性MOF材料。　　本研究主要内容包括：⑴化合物1是由纳米尺寸的{In18(thb)12(pbdc)12}鼓型笼单元构筑的(H2thb=噻吩-2，5-二甲酸，H2pdbc=4，4-联苯二甲酸)3D孔洞框架。在1中拥有着吸引人的结构和拓扑特征，如六重互锁的鼓型纳米笼，3D自锁框架和被噻吩和羧酸根修饰并被二甲胺阳离子填充的隧道空穴。最重要的是化合物1在70℃和相对湿度97％的条件下显示了超高的质子传导能力1.72×10-2 S·cm-1，达到该数量级的质子传导率的MOFs目前为止仅仅有6例。⑵化合物2是在溶剂热条件下通过结合硝酸铽和H3TATB制备而成的双层阴离子笼孔洞MOF材料(H3TATB=4，4，4"-三嗪-2，4，6-三-苯甲酸)。在化合物2中，每个双层笼的孔洞中含有48个抗衡离子。因此，可以通过离子交换的方式将贵金属离子钯(Ⅱ)交换进入孔洞中，由于框架中甲酸基团的存在能使钯(Ⅱ)还原成纳米颗粒。在这个还原过程中，由于不需要加热和额外的共还原剂，且双层笼对钯纳米颗粒的限制，使得所得的纳米颗粒能被很好的分散在双层笼中。负载有钯纳米颗粒的材料Pd-NPs@2对催化加氢反应显示了很好的活性。⑶化合物3和化合物2具有相同的拓扑结构，是一个基于双层笼Zn48-cage的孔洞MOF材料。由于在双层笼中分布着高密度的路易斯酸活性位点和配体中丰富的CO2亲和基团使得化合物3对CO2和环氧丙烷在温和并且没有共催化剂的条件下有着很高的催化活性。⑷化合物4L和4D是选用d10过渡金属Cd(Ⅱ)作为金属节点，半刚性的配体4，4-二苯醚二甲酸(H2OBA)作为链接以及L/D-氨基丙醇(L-或者D-APA)作为手性诱导试剂首次合成了一对对映的阴离子均手性金属有机框架(HMOFs)，质子化的L/D-氨基丙醇填充在框架的孔道中未直接参加框架的构筑。4L的二阶非线性倍数可以通过用极性更大的有机分子4-硝基苯胺及其它一些极性较大的手性氨基醇与HAPA+离子交换来调节。此外，这对4L和4D HMOFs首次利用离子交换调节二阶非线性的的倍数来识别手性对映体分子。⑹化合物5和6是利用D-樟脑酸(H2cam)和咪唑-4，5-二羧酸(H3imdc)作为混合配体与稀土铕和铽合成出了两例荧光MOFs材料(Ln=Eu5，Tb6)，并且利用铕和铽的混合稀土与配体，合成了一例混合稀土的荧光MOF材料。在这三例MOFs中，由于咪唑中的氮原子由于可以质子化和去质子化，能作为一个固体缓冲溶液，且这三例结构具有高的化学和热稳定性，因此，我们选其中化合物5作为pH识别器，选化合物7作为荧光温度计。化合物5在pH=2-11范围内展示了出色的识别能力，尤其在pH=6.8-8.0的范围内具有极其高的灵敏性，因此具有在生物环境下使用的潜力。化合物7也显示了广泛的温度识别能力(100-450K)。⑹化合物8P和8M是一对由非手性配体和金属铅自发拆分获得的手性金属有机杂化框架，在这个结构中存在着一个稀有的{Pb18}轮型无机链接和手性的3D无机链接。化合物8能作为一个快速响应，高选择性和高敏感性的Co(Ⅱ)识别材料，即使在低的浓度6×10-3M，并且不惧Cd2+，Zn2+，Ni2+，Cr3+，Mn2+和Sr2+等干扰离子的影响。