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MIL-101是一种金属有机骨架材料，具有对水的吸附量大、脱附温度较低和水热稳定性较好等特点，MIL-101与水组成的吸附制冷工质对被认为是吸附制冷应用中最具应用开发前景的工质对之一。然而，MIL-101-水工质对在规模化用于吸附式制冷装置过程中还存在一些问题:(1)MIL-101放大合成过程中产品纯度严重影响对水的吸附性能;(2)MIL-101用于吸附式制冷装置需要成型或固化;(3)MIL-101对水的高吸附量主要发生在相对压力较高区域，导致制冷工况适用范围较窄。为此，本文研究了水、乙醇、NH4F水溶液对水热合成MIL-101纯化工艺条件;采用原位合成法和浆涂法在金属载体上制备了MIL-101涂层;分别采用合成后修饰法和直接合成法制各MIL-101-NH2，测定其对水的吸附和脱附性能，为MIL-101用于吸附式制冷装置开发提供基础研究。主要研究内容和结论如下: (1)采用水热法合成MIL-101，对未纯化MIL-101(MIL-101as)进行水、乙醇、NH4F水溶液纯化，并系统考察乙醇和NH4F水溶液纯化条件对MIL-101孔结构和静态吸水性能的影响。对水纯化后MIL-101(MIL-101H2O)再进行乙醇纯化，在乙醇与MIL-101H2O固液比1.0 g/75 mL，纯化温度100℃，纯化时间8h条件下，得到乙醇纯化后MIL-101(MIL-101et)静态水吸附量可达1.19 kg/kg;将MIL-101et再用NH4F水溶液进一步纯化，较为合适的NH4F水溶液纯化条件为:NH4F水溶液浓度为300 mmol/L，MIL-101et与NH4F水溶液固液比为1.0 g/150mL，纯化温度80℃，纯化时间15 h条件下，NH4F水溶液纯化后MIL-101(MIL-101nf)静态水吸附量可达1.42 kg/kg，较MIL-101as提高约53％;MIL-101nf的BET比表面积可达3223m2/g，孔容为1.66 cm3/g，分别较MIL-101as提高约52％和41％。 (2)考察MIL-101nf对水的吸附及脱附性能。测得水在MIL-101nf上的吸水等温线为S型等温线，当相对压力(p/p0)为0.35-0.50时，MIL-101对水的平衡吸附量迅速升高，p/p0大于0.50，平衡吸附量变化不大。该等温线特征表明，MIL-101-水工质对适用于蒸发温度高于15℃的制冷过程（空调工况）。测定水在MIL-101上的脱附峰项温度为91.6℃，完全脱附温度小于120℃;水在MIL-101上的脱附活化能为43 kJ/mol，较低的脱附温度和脱附活化能表明 MIL-101-水工质对可用于低品位热能驱动的吸附式制冷过程。 (3)以聚乙烯醇为粘结剂，采用浆涂法在铝合金表面制备MIL-101涂层，分别考察涂层中聚乙烯醇含量和涂层厚度对MIL-101涂层机械稳定性及吸附性能的影响。结果表明，聚乙烯醇含量为20 wt％、厚度约为0.24 mm的MIL-101涂层具有良好的机械稳定性和吸附水性能;MIL-101涂层经过20次吸附(35℃吸附24h)-脱附(120℃脱附2h)循环实验表明，MIL-101涂层对水的循环吸附量可以稳定在0.98 kg/kg左右，未发生明显衰减，且涂层保持良好的粘附性。 (4)分别采用合成后修饰法、直接合成法制备了MIL-101-NH2-P和MIL-101-NH2-D，测定其孔结构和对水吸附等温线。结果表明，MIL-101-NH2-D相对于MIL-101-NH2-P结晶度较低，且MIL-101-NH2-D晶粒相对较小(约50nm)，其BET比表面积为2479m2/g，孔容1.97 cm3/g。水在MIL-101-NH2-D和MIL-101-NH2-P上吸附等温线形状都与MIL-101一致，为S型等温线。但是，MIL-101-NH2-D和MIL-101-NH2-P吸水等温线相对于MIL-101nf都向低相对分压前移，吸水量迅速提升阶段从p/p0为0.35-0.50段前移至0.25-0.45段，使得MIL-101-NH2-水工质对在蒸发温度为6-10℃制冷工况相对于MIL-101nf更具有优势。 (5)考察水在MIL-101-NH2-P和MIL-101-NH2-D上的吸附及脱附性能。在25℃下，测定水在MIL-101-NH2-P、MIL-101-NH2-D上平衡吸附量分别为0.69kg/kg、0.74 kg/kg，比水在MIL-101nf上平衡吸附量分别下降了49％、45％;水在MIL-101-NH2-P、MIL-101-NH2-D上的吸附速率相对于MIL-101nf有所降低;MIL-101-NH2-P、MIL-101-NH2-D与MIL-101nf脱水峰顶温度相当（94℃左右），表明都可适用于低品位热能驱动的吸附式制冷。