金属有机骨架（MOFs）由中心金属或金属簇和有机连接体通过配位键连接形成,不仅有多样化的结构而且在气体存储、分离和传感等应用方面引起了极大的关注。高价态的金属阳离子Cr³⁺、Fe³⁺或者Zr⁴⁺与羧酸配体构筑的MOFs材料,因其具有高度多孔性、大的比表面积以及很强的化学、热和水稳定性的特点,可以广泛的用于气体吸附和传感等。本论文主要在Cr-SXU-1材料的基础上通过功能化引入不同的阴离子基团得到4种MOFs材料,利用X射线粉末衍射（PXRD）、红外光谱仪（KBr压片）、物理吸附仪、热重分析仪等对材料进行了基本表征,重点研究了Cr-SXU-1功能化前后对不同气体C₂H₂和C₂H₄的吸附和分离作用;我们进一步利用该配体合成出3种同质多晶的Zr-MOFs材料,并研究了它们的结构在气体吸附和荧光传感方面的性质,具体工作包括如下两个部分:（1）对Cr-SXU-1合成后修饰使配体中的吡啶氮烷基化从而使Cr-SXU-1骨架带有正电荷,利用阴离子交换在修饰后的Cr-SXU-1引入NO₃^-和SiF₆^2-,通过控制两种阴离子NO₃^-和SiF₆^2-在Cr-SXU-1中的不同比例,得到4种功能化后的Cr-SXU-1材料。主要研究了功能化前后材料在273 K下对气体C₂H₂和C₂H₄的吸附性质,IAST理论计算表明用双重阴离子NO₃^-和SiF₆^2-同时修饰Cr-SXU-1能提高材料对气体C₂H₂/C₂H₄的吸附选择性,当NO₃^-和SiF₆^2-的比例是3:7时,即Cr-（NO₃）₃（SiF₆）₇,材料对气体C₂H₂和C₂H₄的吸附和分离选择性效果是最好的。（2）我们用四羧酸配体PBPTTBA和金属锆盐,通过调控调节剂苯基酸与金属盐的不同比例成功合成了3种不同结构的Zr-MOFs材料,Zr-SXU-1、Zr-SXU-2和Zr-SXU-3。实验数据表明,这三种Zr-MOFs材料都有高的比表面积和不同孔径的三维网络状结构,而且具有很强的热和化学稳定性。研究了Zr-MOFs材料在273 K下对气体C₂H₂、C₂H₄、CO₂和CH₄的吸附性质,单组份气体吸附数据表明3种Zr-MOFs材料对气体C₂H₂、C₂H₄、CO₂和CH₄显示出不同的吸附能力,IAST理论证明了3种Zr-MOFs材料对气体C₂H₂/CH₄（v:v,50:50）的选择性比较大,其中Zr-SXU-2在1 atm下选择性可以达到14.5;同时还发现在3种Zr-MOFs材料中加入不同浓度的Fe³⁺离子,都会出现不同程度的荧光淬灭现象,实验研究证明这三种Zr-MOFs材料可以用于检测水中的Fe³⁺离子。