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近年来,金属有机框架(MOFs)材料已经成为配位化学和材料科学等多学科交叉研究的前沿热点之一。MOFs材料不仅具有新颖、迷人的结构,并且在气体储存、分离、催化、识别和磁性等方面表现出广阔的应用前景。在此类无机-有机杂化材料的设计构筑过程中,有机配体的选择和合成至关重要。在众多类型的有机配体中,C3对称芳香配体具有高对称性、平面性及三角桥联等特点,且易于形成π…π堆积。此外,多芳香环配体中存在有利于电子传递的π电子共轭体系。因此,这些特点使得C3对称芳香配体易于构筑具有高稳定性、多孔和高比表面积的MOFs材料。 本论文在溶剂/水热条件下合成了20个新型化合物,并通过X-射线单晶衍射、红外光谱、元素分析以及粉末衍射等手段对它们的结构进行表征并详细地分析其结构和拓扑特点。此外,我们还对部分化合物的热稳定性、荧光性质、磁性、吸附性质等做了初步研究。主要内容如下: 一、我们提出混合分子构筑块策略,选用柔性三酸配体H3L和刚性含氮配体tpt构筑了三例多壁金属有机框架。其中,化合物1和2为双层八面体基金属有机框架,其外层八面体笼由四个L3-配体和六个浆轮型金属簇组装而成;嵌套的内层笼由四个tpt配体与金属簇内部的六个金属原子配位形成,tpt配体与外部的L3-配体保持平行。在双壁化合物的合成基础上通过调控合成条件得到了一例新颖三壁化合物3,其三壁结构由三层分子建筑块与三核金属簇桥连形成。该结构不仅具有极高的美学价值,并在一定程度上提高了材料的稳定性。三例多壁化合物的结构分析表明三角形配体的尺寸匹配在构筑多壁MOFs过程中起着至关重要的作用。同时,我们还研究了化合物1-3的热稳定性及溶剂稳定性,并详细测试了1和2的气体吸附性能。此外,我们将化合物2作为前驱体煅烧得到了空心四面体型Co3O4材料,该材料作为电池负极展示出较高的放电容量和良好的循环性能。 二、以过渡金属为中心原子与柔性三酸H3L反应得到了八个化合物。其中,化合物4具有较高的热稳定性和水稳定性,并且在固态和悬浊液状态下都显示出较强的荧光强度。荧光实验表明4和7对不同小分子表现出不同程度的荧光淬灭或增强效果,因此可用于检测痕量的硝基芳香化合物,并且检测具有高灵敏性和高选择性等特点。 三、选用柔性三酸配体H3tci分别与过渡金属、稀土金属和碱土金属反应得到了9个化合物,并研究了部分化合物的磁性和荧光性质。