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3D打印技术具有成本低廉、成型周期短、成型对象可完全自定的特点,在化学领域中可用于建造实验所需的任何反应器件,这给予实验人员很大程度的方便和自由。通过自定义设计的反应器和合理的实验方案,可以完成复杂而巧妙的化学实验。近年来,金属-有机骨架材料(MOFs)因其多样性的多孔(道)框架结构,以及在催化、气体储存及分离和分子识别领域的应用价值而引起科研工作者们极大的兴趣。将具有多功能催化特性的多金属氧酸盐(POMs)引入到MOFs骨架中可得到具有结构多样且功能优异的多酸基金属有机材料(POMOFs),传统合成POMOFs所使用的传统一锅反应法和溶剂扩散法有着反应条件苛刻、结构可预测性不强、条件筛选过程严格繁琐、反应周期长等局限性,如何可控、高效地获得结构新颖和功能良好的POMOFs是目前的一大挑战。本论文利用3D打印技术设计并制造两腔反应器,通过两步反应法得到了传统一锅反应法无法获得的晶体结构,并进一步探索调变两步反应法中的各项参数对POMOFs结构的影响。首先,利用具有多种配位方式的柔性阳离子羧酸配体1,4-双(吡啶基-3-羧酸根)-1,4-二甲基苯(L1)及简单羧酸配体合成了三种具有缠结网络结构的MOFs:Co4(L1)(BTC)2(H2O)4·4H2O(1),Cd2(L1)(AIP)2(H2O)2·2H2O(2)以及Cd2(L1)(atpt)2(H2O)2(3),其中BTC=均苯三甲酸,AIP=5-氨基间苯二甲酸,atpt=2-氨基对苯二甲酸。随后,选择具有3D缠结网络框架的复合物1作为参考,将两种经典类型的多酸K4[α-SiW12O40]·17H2O(α-SiW12)和 Na3[CrMo6O24H6]·8H2O(CrMo6)利用两步反应法引入到柔性配体L1和金属离子Co2+的缠结骨架网络中。最终获得了一个0D结构:Co2(L1)2(α-SiW12)(H2O)8·DMF(4),以及一个3D网络结构:[Co(L1)NaCrMo6(H2O)2]·2H2O(5)。最后,在上一章所得到的复合物4与复合物5的基础上进行调变。通过改变合成复合物4过程中多酸腔室的溶剂环境得到了一个1D结构:Co2(L1)2(α-SiW12)(H2O)8·2H2O(6)。通过改变合成复合物5过程中多酸CrMo6的合成方式,获得了一个2D 结构:Na[Co(MeOH)2(DMF)2(H2O)2](L1)(CrMo6)(7)。同时还设计了一种定制的三腔两步反应器,将多酸α-SiW12和CrMo6的反应物原料置于竞争配位的环境下得到了一种有趣的2D曲面结构:Na3(L1)2(CrMo6)(H2O)10·2H2O(8)。同时将合成复合物5过程中的配体L1替换为其异构体1,4-双(吡啶基-4-羧酸根)-1,4-二甲基苯(L2),得到了与复合物5不同的2D层状结构:Na2(L2)(CrMo6)(H2O)4·6H20(9)。通过以上实验证明了通过3D打印两步法不仅可以获得一锅反应法无法得到的POMOFs结构,还能通过调节变量获得更多额外的POMOFs结构,这一点表明有望通过这种两步反应法,更加有方向性地控制和设计多酸基金属有机框架结构。