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金属有机框架材料(MOFs)是一类重要的多孔晶体材料，可用于烟道气及天然气中CO2的吸附分离。MOF-5的传统合成主要是密封式溶剂热法，该方法的原料锌离子与对苯二甲酸根摩尔比(Zn2+∶ BDC2-=3.00～5.00∶1)较高，所用溶剂N，N-二乙基甲酰胺(DEF)价格亦较高。而且，由密封式溶剂热法合成的MOF-5对单组分CO2的吸附量低于1.1mmol/g(298K，≤120kPa);在模拟烟道气分离中，对CO2/N2的选择性低于5;在模拟天然气分离中，对CO2/CH4的选择性低于2。 本论文主要研究了开放式溶剂热法合成MOF-5。研究结果表明，利用开放式溶剂热法，采用廉价的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)作溶剂，在较低原料摩尔比（Zn2+∶BDC2-）条件下，可合成具有高CO2吸附分离能力的MOF-5。在原料摩尔比(Zn2+∶ BDC2-)为2.00～3.33∶1的范围内，随着原料摩尔比（Zn2+∶BDC2-）逐渐降低，MOF-5的物相结构及微观形貌均逐渐得以改善，比表面积及CO2吸附量亦均逐渐得以提升，说明较低的原料摩尔比(Zn2+∶ BDC2-)是有利于MOF-5的合成。原料摩尔比(Zn2+∶ BDC2-)进一步降低至1.47∶1，合成的MOF-5具有单一的物相结构、高的结晶度、良好的分散性及尺寸均一性，BET比表面积可达2388m2/g;对单组分CO2的吸附量可高达2.5mmol/g(298K，100kPa);在模拟烟道气分离中，对CO2/N2的选择性可高达20-22(298K，20-130kPa);在模拟天然气分离中，对CO2/CH4的选择性可达4(298K，20-120kPa)。 初始反应溶液中的总水浓度（Ctw）可直接影响MOF-5晶体的生长与转变。研究结果表明，用于合成MOF-5的最大Ctw宜小于或等于1440mmol/L，过高的Ctw易导致合成的MOF-5晶体吸附反应液中的自由水，进而导致其框架的坍塌、比表面积的缩小，最终导致MOF-5转变为无孔的C24H22O18Zn4及MOF-69C。在最大Ctw的条件下，合成的MOF-5亦具有良好的物相结构及微观形貌，BET比表面积可达2136m2/g，对单组分CO2的吸附量可达2.5mmol/g(298K，100kPa);在模拟烟道气分离中，对CO2/N2的选择性可达18-22(298K，20-130kPa)。 开放式溶剂热法亦适用于Ni-MOF-5、Li-Ni-MOF-5、IRMOF-3、MOF-199(HKUST-1)及MOF-177的合成。此外，由Ni掺杂合成的Ni-MOF-5及Li和 Ni共掺杂合成的Li-Ni-MOF-5均具有优异的水汽稳定性。含有溶剂(DMF)的Ni-MOF-5及Li-Ni-MOF-5晶体暴露于潮湿空气中长达240min，其微观形貌无变化;干燥过的Li-Ni-MOF-5及Ni-MOF-5暴露于潮湿空气中长达七天，其物相结构亦几乎没有任何变化。而且，Li的引入可明显促进MOF-5晶体的生长，易合成出具有高结晶性及(200)晶面择优取向生长的MOF-5。