【摘 要】
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自二十世纪以来,金属-有机框架物（Metal-Organic Frameworks,简称MOFs）作为一类新型的有机-无机多孔晶态材料,引起了科研工作者的广泛关注。由于高比表面积,孔径可调控,骨架可修饰等结构特点,使其在吸附与分离、催化、荧光传感、药物传递与缓释等化学和材料领域有着广泛的应用。为了更好地发挥金属-有机框架物在不同领域的应用价值,设计合成具有特定功能性的金属-有机框架物显得十分重要。
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自二十世纪以来,金属-有机框架物（Metal-Organic Frameworks,简称MOFs）作为一类新型的有机-无机多孔晶态材料,引起了科研工作者的广泛关注。由于高比表面积,孔径可调控,骨架可修饰等结构特点,使其在吸附与分离、催化、荧光传感、药物传递与缓释等化学和材料领域有着广泛的应用。为了更好地发挥金属-有机框架物在不同领域的应用价值,设计合成具有特定功能性的金属-有机框架物显得十分重要。本论文以合成具有氨基功能化和炔基功能化的金属-有机框架物为目标,从设计合成具有氨基和炔基基团修饰的有机配体出发,通过优化反应条件,合成出了四种功能化金属-有机框架物,并对这些材料进行了基本的结构表征及气体吸附与分离、催化和荧光传感性能测试。主要研究内容如下:（1）氨基功能化的羧酸配体构筑的Zn-MOF。通过设计含氨基官能团的三羧酸有机配体（H3BTB-NH2）,与Zn（II）组装合成出了一例具有穿插结构的微孔Zn-MOF（UPC-98）。UPC-98具有二重穿插结构,可稳定在p H=4-9的水溶液和250℃的空气中。其孔径主要分布在4.6（?）,对C3/C2/C1轻质烃具有良好的吸附选择性。同时,UPC-98在四丁基溴化铵的协同作用下可以在较温和的条件下催化CO2环加成反应,能更好的将温室气体CO2进行化学转化和利用,其穿插结构的稳定性为实际应用提供了优势。（2）氨基功能化的羧酸配体构筑的Cu-MOF。利用上述设计合成的H3BTB-NH2配体与Cu（II）组装合成出一例具有两种不同孔道结构的三维Cu-MOF（UPC-99）。活化的UPC-99含有开放的Cu（II）位点和-NH2基团,与气体分子具有更强的亲和力,显示出CO2/CH4的分离选择性（15.3）以及C3/CH4的分离选择性（C3H6/CH4为496.7,C3H8/CH4为410.5）;Cu-paddlewheel结构及特殊孔道结构使其催化CO2环加成反应比UPC-98具有更高的催化产率。进一步通过尺寸效应及主客体相互作用提高了MOF的分离性能。（3）炔基功能化的羧酸配体构筑的Co-MOF。通过设计合成含有炔基基团的三羧酸有机配体5-（（三异丙基甲硅烷基）乙炔基）间苯二甲酸（H2TEPA）和5-乙炔基间苯二甲酸（H2EPA）,引入2,4,6-三（4-吡啶基）-1,3,5-三嗪（TPT）作为辅助配体,与Co（II）组装合成出两例Co-MOFs（配合物1和2）。配合物1和2可作为荧光传感器可以灵敏的识别检测Fe3+和硝基芳香族化合物2,4-NPH,且具有较高的荧光猝灭常数,共轭配体的设计思路和双配体引入策略为MOFs在荧光传感应用方面提供新的视角。
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