多孔材料是一类非常重要的材料，例如分子筛，活性碳，介孔硅等。这些材料在生产和生活中起到了非常重要的作用。但是传统多孔材料发展存在着一定的限制，例如比表面积很难进一步突破，设计的结构难以预测。随着配位化学的发展，一类新的金属有机杂化的多孔材料产生了，就是金属有机骨架材料。金属有机骨架，是一种由有机配体和金属簇通过配位键连接的材料，它具有和分子筛类似的晶体结构，但是比表面积和孔道尺寸要更大，通过控制有机配体和金属簇，可以实现半定向的合成，并且这种材料有着丰富的光学，电学，催化等重要性质，在近年来这类材料迅速成为化学研究领域的热门领域。本论文研究采用了创新的构筑理念，采用枝状配体作为有机积块，进行金属有机骨架的结构设计与合成，同时还详细的研究了制备材料在吸附和分离领域的潜在应用。主要内容如下：1，设计合成了首个具有八面体构型的有机配体，TDCPB，利用此配体与Zn4O金属簇进行组装得到了和MOF-5类似结构的金属有机骨架JUC-100。 JUC-100是具有双重穿插的pcu拓扑结构。JUC-100中采用有机积块替代无机金属簇，在密度上有所降低，同时JUC-100具有非常高的比表面积和较高的氢气存储能力。2，采用拓扑作为指导理念，利用TDCPB作为八面体积块，M3O金属簇作为三棱柱积块，成功合成两个具有离子骨架的MOF，JUC-101和JUC-102.所得到的的两个MOF均为不穿插的结构。其中JUC-101在除去客体分子后结构依然稳定，测得比表面积高达4202m2/g，在77K，30个大气压下，可以吸附能吸附4.18wt%质量分数的氢气，表现了较好的氢气吸附能力。JUC-102在除去客体以后并不稳定，但是在DMF溶液的中，它能够通过离子交换吸附阳离子的染料，并在Na+离子激发下，可控释放。3，合成了具有三棱柱构型的枝状配体，Me-TDCPB。在与八面体Zn4O金属簇进行组装时，得到了与JUC-100具有相同结构的金属有机骨架，JUC-103。研究发现在JUC-103的晶体结构中，配体Me-TDCPB的构型已经不再是三棱柱，而是扭转为八面体，这在金属有机骨架中是首次发现。为了验证配体Me-TDCPB的三棱柱构型是否也能在金属有机骨架中出现，用Pb6金属簇和配体组装得到的晶体结构中，配体构型仍为三棱柱。结果表明，枝状配体作为半刚性配体，其构型可在金属簇调控下出现不同的变化。同时还研究发现，JUC-103具有很好的乙烷，乙烯对甲烷，氮气的吸附分离能力。4，根据Yaghi教授提出的网络化合成策略，设计配体可得到孔道可调的同构金属有机骨架，设计了和前两个配体类似但是增加了乙基的配体Eth-TDCPB，并得到了和JUC-100，JUC-103同构的金属有机骨架JUC-106。三个晶体结构相同但是JUC-103和JUC-106比JUC-100多了甲基和乙基官能团。通过对三种材料甲烷，乙烷，乙烯，丙烷气体的吸附测试得出结论，比表面积和孔道尺寸是影响这些气体分子吸附量的重要因素。通过模拟这四种气体的分离实验发现，三种材料都可以将四种气体分为C1，C2，C3三种组分，其中JUC-100具有最好的丙烷对甲烷的分离效果，JUC-106具有最好的乙烷对甲烷的分离效果。