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金属-有机框架(MOFs)作为一种新型的有机-无机杂化材料,由于其具有简便的合成方法、可调控的结构及高的比表面积等特点,在气体储存和分离、分子识别、及污染物的吸附等方面得到了广泛的应用。本论文通过选用三种磺酸-羧酸类有机配体与金属离子构筑了 12个MOFs,并对其结构和性质进行了研究。第一章是主要介绍了 MOFs的概念和合成方法,磺酸-羧酸类有机配体构筑MOFs的研究进展,并介绍了 MOFs材料在荧光检测、污染物的吸附及气体吸附和分离方面的研究进展。第二章是以有机配体4-(N,N’-二(3-羧基苄基)氨基)苯磺酸与稀土金属离子(Tb3+,Eu3+,Dy3+,Sm3+)用溶剂热法构筑了 5 个三维的稀土 MOFs:[Ln(ABS)(H20)2]n[Ln =Tb(1),Eu(2),Dy(3),Sm(4),Gd(5)]。化合物1-4都表现出金属离子的特征发射峰和长的荧光寿命。化合物1可以通过荧光淬灭现象实现对离子和有机小分子的识别,如可以在水溶液中检测Fe3+,及在乙醇溶液中检测水杨醛和农药抗蚜威,且都具有良好的选择性和循环性。此外,化合物1在近生理条件下也能实现对Fe3+离子的检测,表明该化合物可以作为生物体系中的潜在荧光传感材料。同时我们对化合物1的荧光淬灭机理进行了研究,稀土 MOFs的荧光是基于配体向金属离子的能量转移产生的。淬灭剂与配体的吸收光谱有很大的重叠,两者对激发光能量的吸收存在竞争关系,影响了配体对激发光能量的吸收,从而降低了配体向金属的能量转移效率,导致化合物1的荧光淬灭。第三章是选用2-磺酸基对苯二甲酸单钠,含氮中性配体与过渡金属离子(Co2+,Zn2+,Cd2+)用溶剂热法构筑了 5 个 MOFs:[Zn2(STP)2(PETPE)]n(化合物 6)、[Zn2(OH)(STP)(bmb)1.5(H2O)]n(化合物 7)、[Cd3(STP)2(bib)4]n(化合物 8)、[Co3(STP)2(bib)4]n(化合物9)、[Co(HSTP)(bimb)(H20)]n(化合物10)。化合物6是阴离子型框架,并沿a轴方向存在尺寸为3.7 × 3.9 A2和8.3 × 9.6 A2的两种规则孔道,通过PLATON计算得到有效孔洞率为52.6%。该化合物能够选择性吸附有机染料亚甲基蓝(MB+),且能够在环己烷溶液中吸附碘单质。化合物7的有效孔洞率为25.6%,且结构中含有极性磺酸基团修饰的一维孔道,CO2分子与磺酸基团之间存在强的相互作用,从而使该化合物对CO2分子表现出较高的吸附焓。第四章是以5-磺酸基间苯二甲酸单钠为主要配体,四(4-吡啶氧亚甲基)甲烷(PETPE)为辅助配体,与过渡金属离子(Co2+,Zn2+)通过溶剂热法构筑了2个MOFs:[Zn2O(HSIP)(PETPE)]n(化合物 11)和[Co3(OH)(SIP)2(H-PETPE)(H20)3]n(化合物 12)。它们都含有一维孔道,有效孔洞率分别为25.3%和47.8%。化合物11对CO2有较强的吸附能力,且在室温下对C02/CH4表现出良好的选择性。化合物12中存在不饱和配位位点且对C02具有一定的吸附能力,故可以作为非均相催化剂催化CO2与环氧化物耦合合成环状碳酸酯的反应。第五章是对本论文研究成果和创新点的小结,并对构筑具有新颖结构和多功能性的MOFs进行了展望。