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金属有机框架(MOFs)材料是由无机金属离子和有机配体通过配位键构成的晶态多孔材料,在气体分离、催化、传感和药物控释等多个领域具有潜在的应用前景。随着MOFs材料的发展,合成带有特定功能基团的高稳定MOFs日益成为研究的热点。本论文中,我们通过多步偶联反应合成了两种带有苄羟基的四羧酸配体L1和L2,并利用它们合成了两种稳定的Cr-MOFs,Cr-SXU-6和Cr-SXU-3。Cr-SXU-6由Mg-SXU-6通过串联合成后金属交换法得到,具有良好的化学稳定性和C2H2/CH4分离性能。Cr-SXU-3与Cr-SXU-1同构,我们通过连续后合成修饰法在MOFs的孔道内引入了一系列活性官能团,如-OH、-COOH和-N(CH3)2等,并探究了它们对气体吸附性能的影响。具体工作包括两个方面:(1)以L1为有机配体,通过水热法合成了一种新型的四核Mg-MOFs,Mg-SXU-6。Mg-SXU-6对水不稳定,极大地限制了其潜在应用,通过合成后金属交换法我们将其依次转化成更稳定的Fe-SXU-6和Cr-SXU-6,Cr-SXU-6是目前报道的首例四核Cr-MOFs,且在这三例MOFs中稳定性最高,即使浸泡在3 M HCl溶液和PH=12 NaOH溶液中也不会发生骨架的坍塌。我们进一步探索了这三种MOFs对不同气体的选择性吸附性能,结果表明合适的孔道环境、开放性的金属位点和极性官能团羟基的协同作用使Mg-SXU-6、Fe-SXU-6和Cr-SXU-6在一个大气压时对C2H2/CH4(50/50)和C2H2/CO2(50/50)均表现出良好的选择性。(2)以H4TCPT和L2为有机配体,分别合成了两种与Cr-SXU-1同构的Cr-MOF,Cr-SXU-2和Cr-SXU-3。通过连续后合成修饰法,我们在MOFs的孔道内引入了一系列活性官能团,如-OH、-COOH和-N(CH3)2等。这种连续后合成修饰法为功能MOFs的设计开辟了新的视角。为了研究不同活性官能团修饰的MOFs对气体吸附性能的影响,我们测定了 Cr-SXU-2、Cr-SXU-3、Cr-SXU-3-Tz-OH、Cr-SXU-3-Tz-N(CH3)2和Cr-SXU-3-Tz-COOH这五种材料在273 K时对不同气体的吸附性能。结果表明活性官能团修饰的MOFs,Cr-SXU-3、Cr-SXU-3-Tz-OH、Cr-SXU-3-Tz-N(CH3)2和Cr-SXU-3-Tz-COOH对不同组分的混合气均具有良好的分离性能。