【摘 要】
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金属有机框架材料（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是由有机桥联配体和金属离子或金属簇通过配位键或其它化学键形成的具有周期性网络结构的金属有机材料。MOFs材料相较于其它多孔材料,其具有较高的比表面积、孔隙率、有序可调节的孔隙结构、便于功能化的表面,还有良好的热稳定性等优势,使其近年来被广泛应用于电化学催化、光催化、气体吸附、化学传感、环境治理等方面。该类材料优良的性能和
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金属有机框架材料（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是由有机桥联配体和金属离子或金属簇通过配位键或其它化学键形成的具有周期性网络结构的金属有机材料。MOFs材料相较于其它多孔材料,其具有较高的比表面积、孔隙率、有序可调节的孔隙结构、便于功能化的表面,还有良好的热稳定性等优势,使其近年来被广泛应用于电化学催化、光催化、气体吸附、化学传感、环境治理等方面。该类材料优良的性能和复杂多样的结构,致使设计合成出具有特定结构和更加优良性能的MOFs仍然有很大的挑战。通过探索MOFs结构和其性能之间的关系,能够为MOFs的设计合成和实际应用提供丰富的理论依据。本论文主要选用3,3’-pytz、bpdb、m-bix[3,3’-pytz:3,6-二（3-吡啶基）-1,2,4,5-四嗪;bpdb:1,4-双（4-吡啶基）-2,3-重氮-1,3-丁二烯;m-bix:1,3-二（1H-咪唑基）-甲基)等含N杂环配体为主配体,1,4-萘二甲酸、2,5-噻吩二羧酸、1,3-金刚烷二羧酸、4,4-二羧基二苯醚、1,2,4,5-苯四甲酸、异烟酸等多羧基配体为辅助配体,与过渡金属离子Mn（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）等,在一定条件下,通过水热/溶剂热合成法自组装得到8种结构新颖的配合物和1种有机配体单晶。通过X-射线单晶衍射测试、红外光谱测试、热重分析测试和磁性测试等手段表征配合物的结构及其性能,运用Diamond、Olex2和Topos等深入研究晶体的结构,分析晶体内部各个配位单元之间的相互作用和结构形成方式。采用变温磁化率、LSV测试等方法,表征配合物的磁学性质和OER性能。（1）以3,3’-pytz为主配体,1,4-萘二甲酸（1,4-NDC）、2,5-噻吩二羧酸（2,5-TDC）为辅助配体,在一定条件下合成了三个结构新颖的金属配合物:{[Mn5（NDC）2（3,3’-pytz）（DMF）4（μ3-OH）]}n（1）,{[Co5（ND C）2（3,3’-pytz）（DMF）4（μ3-OH）]}n（2）,{[Co2（TDC）2（H-3,3’-pytz）2（μ2-O H）]·4DMF}n（3）。配合物1和2都是一个五核的[M5（μ3-OH）2（COO）8]（M:Mn、Co）金属簇为SBU（Secondary Building Units,次级构筑单元）的10连接的三维超分子金属MOFs,配合物3是一个并不常见的双核SB U形成的8连接中心立方三维超分子MOF。配合物1、2和3都是反铁磁性物质。（2）通过bpdb和1,3-金刚烷二羧酸（1,3-ATC）合成了三个新型金属配合物:{[Co2（bpdb）（1,3-ATC）2]}n（4）,{[Ni2（bpdb）（1,3-ATC）2]}n（5）,{[Co Ni（bpdb）（1,3-ATC）2]}n（6）。配合物4,5和6的结构基本是相同的,不同点在于中心金属不一样,配合物4和5中心都是单一金属（Co和Ni）、配合物6是混合金属（Co-Ni）形成的经典的双核SBU,通过和配体的连接形成具有大孔径的二维网络结构,再在氢键的作用下形成三维超分子网络。配合物4、5和6均表现出反铁磁性,对三者进行O ER和EIS测试,配合物4和6表现出优异的电学性能。（3）通过bpdb和4,4’-二羧基二苯醚（4,4’-oba）和铜离子合成了配合物{[Cu（oba）（bpdb）]}n（7）,它是一种有大孔径的三维超分子结构;通过m-bix和4,4’-二羧基二苯醚,在加入乙酸（aa）的条件下意外合成了配合物{[Zn2（m-bix）2（aa）4]}n（8）,4,4’-二羧基二苯醚并没有参与配位,其结构是由m-bix配体和乙酸合成的闭合类似六元环的结构,并在氢键的作用下想成三维结构;通过异烟酸（HIN）和1,2,4,5-苯四甲酸（1,2,4,5-BTBA）和稀土元素合成了有机配体单晶{[（HIN）（BTBA）（H2O）]}n（9）,它通过丰富的氢键将两个有机配体和水分子连接形成三维的晶体结构。
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