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金属有机骨架材料(Metal-Oganic Frameworks，MOFs)是指通过金属离子与有机配体配位而形成的晶体材料。MOFs是一种具有较大的比表面积和孔隙率、热稳定性好、具有结构多样性的新型纳米多孔材料，在储能、分离以及催化等领域有着广阔的应用前景。通过选择特定几何构型的中心金属离子和特殊的有机配体，可以在一定程度上实现新型功能材料的定向设计和合成。同时，还可以通过选择功能性的中心金属离子和具有官能团的有机配体赋予目标化合物以多功能的性质。因此此类材料的合成及性质研究成为目前最有吸引力的课题之一。 本文着重研究了近年来出现的具有较大比表面积的新颖金属有机骨架MIL-101，对其合成方法做了优化。从合成晶体的条件入手，用溶剂热法考察了反应体系中不同矿化剂、不同溶剂、反应时间、陈化时间、搅拌等实验条件对合成晶体的影响。通过粉末X射线衍射和比表面分析仪等表征材料的晶体结构和形貌，比较不同方法对样品比表面积和产率的影响。本文研究取得成果如下: (1)选用不同矿化剂合成MIL-101。以醋酸钠(NaAc)为矿化剂合成的样品比表面积最高，达到3221 m2/g;以冰醋酸（HAc）为矿化剂合成的样品产率最高，达到61.98％。说明以NaAc为矿化剂合成样品有利于提高样品的比表面积;以HAc为矿化剂合成样品有利于提高样品的产率。因此分两步考察添加不同矿化剂对合成样品的影响。在两步合成反应中，第一步添加HAc、第二步添加NaAc合成的样品性能最好，其比表面积为3259m2/g，产率为67.95％。所以选择HAc作为第一步反应的矿化剂，NaAc作为第二步反应的矿化剂。 (2)两步反应中选用不同溶剂合成MIL-101。对苯二甲酸在水中溶解度较小，而在溶剂乙醇(EtOH)和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的溶解度较大，所以用EtOH/DMF代替去离子水作为溶剂合成MIL-101。第一步反应中，用EtOH/DMF代替去离子水作为溶剂，不能合成MIL-101;将溶剂改为EtOH水溶液/DMF水溶液后，仍不能合成MIL-101;所以第一步反应溶剂必须为去离子水。在第二步反应中，添加EtOH/DMF能够合成MIL-101。添加EtOH合成的样品MIL-101(5)与添加DMF合成的样品MIL-101(6)比表面积和产率均高于以去离子水为溶剂合成的样品MIL-101(1)，其中MIL-101(5)比表面积最大，高达3528 m2/g，MIL-101(6)比表面积为3285 m2/g，而MIL-101(1)比表面积稍低，为3259m2/g。同时MIL-101(5)与MIL-101(6)的产率分别为74.03％和75.22％，远高于MIL-101(1)(67.95％)。因此选择第一步的反应溶剂为去离子水，第二步的反应溶剂为EtOH水溶液。 (3)考察反应时间、陈化时间、搅拌以及溶剂用量对样品性能影响。MIL-101比表面积随反应时间的延长逐渐增大，达到最大值后降低，第一步和第二步的最佳反应时间均为12h时，样品最高比表面积达3254 m2/g，产率为65.53％;陈化时间为3d合成的样品MIL-101(10)具有最大比表面积(SBET=3413 m2/g)，与未经陈化合成的最优性能样品MIL-101(7)(SBET=3254 m2/g)相比，比表面积有较大提高，说明陈化有利于合成样品;而搅拌合成得到的样品MIL-101(13)(SBET=3348 m2/g)的比表面积与陈化3d合成的样品MIL-101(10)(SBET=3413 m2/g)相比，比表面积稍有下降，因此合成样品过程中增加了陈化过程。在探索出的最优反应时间和陈化时间下第二步添加EtOH后合成的样品晶型较差，比表面积仅为1221 m2/g，所以在第二步采用EtOH水溶液为溶剂时，不宜进行陈化。在考察溶剂用量时，第一步反应溶剂去离子水和第二步反应溶剂EtOH的最优用量与原料九水硝酸铬和对苯二甲酸的摩尔比为Cr(NO3)39H2O∶ H2BDC∶ H2O∶ EtOH=1∶1∶600∶35。最优溶剂用量合成的样品比表面积为3528m2/g，产率为74.13％。所以两步反应的最优条件为:两步反应时间均为12 h;两步反应的溶剂分别为去离子水和EtOH水溶液;原料与溶剂摩尔比为Cr(NO3)3·9H2O∶ H2BDC∶ H2O∶ EtOH=1∶1∶600∶35。