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金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金属中心与有机配体通过配位自组装构成、具有有序网状孔结构的多孔晶体类材料。MOFs具有种类多样、孔径和拓扑结构可设计以及骨架结构可化学功能化等特点,在多个研究领域表现出了潜在的应用前景。UiO-66(UiO = University of Oslo)是以锆为金属中心、对苯二甲酸为有机配体组成的三维刚性MOF材料,具有较高的水热、化学和机械稳定性,是研究较为广泛的MOFs材料之一。本论文以UiO-66为研究对象,围绕其晶体尺寸在纳/微米尺度之间的可控合成以及异相金属掺杂功能化的调控合成两方面进行研究。主要内容如下:(1)将HF应用于溶剂热合成UiO-66的添加剂,研究了 HF调控对UiO-66晶体生长的影响。通过调变HF的添加量和反应物(ZrCl4和H2BDC)的浓度,可以控制UiO-66的晶体形貌从尺寸为150nm左右的团聚态小立方体逐渐向尺寸为7 μm左右的正十四面体转变。在合成体系中,F离子较强的电负性使其能够快速与Zr形成Zr-F配位键,占据Zr6簇团上的配体配位点,阻碍Zr6簇团与H2BDC配体之间的配位连接,从而降低了UiO-66晶体的成核与生长速率、减少了成核数量,使小晶核可以生长成为微米级的晶体。HF调控合成的微米级UiO-66的骨架结构稳定性和气体吸附性能都有所提升。(2)提出了一种以Cu2O为添加剂合成高质量纳米级UiO-66的新方法。在溶剂热合成中,通过控制Cu2O的添加量可以得到晶体尺寸最小为40 nm、分散性较好、孔隙率较高并且无Cu元素污染的纯相纳米级UiO-66。体系中Cu2O与ZrCl4水解所产生的HCl反应而溶解形成[Cu-Cl]络合物,[Cu-Cl]络合物对反应物Zr4+产生竞争配位作用,从而影响Zr6簇团与H2BDC配体的结合,改变晶体的生长行为,得以调控合成出纳米级晶体尺寸的UiO-66。纳米级UiO-66的骨架结构中富含Zr6簇团缺陷和H2BDC配体缺陷,并且配体缺陷程度随着晶体尺寸的减小而逐渐增加。(3)通过原位合成法成功制备了异相金属Ti4+掺杂的杂化型UiO-66-nTi MOFs。UiO-66-nTi MOFs保持了较高的结晶度与结构稳定性,具有近似球形、表面粗糙且尺寸较小的晶体形貌。UiO-66的结构完整性以及孔隙率随着Ti4+的掺杂而稍微降低。在水中有机染料的吸附移除中,UiO-66-nTi MOFs对阴离子染料刚果红表现出独特的吸附选择性,含有2.7wt%Ti4+的UiO-66-2.7Ti具有最高的刚果红吸附量,为979 mg·g-1,超过UiO-66母体吸附量的三倍。UiO-66-nTi MOFs与刚果红分子之间较强的静电相互作用是吸附行为的主要推动力。