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金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs),是一种以金属或者包含金属的团簇(也称二级构建单元)为节点,以有机配体为链接单元,由配位键连接起来的新型有机无机杂化材料。这类材料在能源、环境、生物等诸多领域都具有潜在的应用,例如气体分离与存储,各向异性催化,医疗诊断和药物输送等,引起了国内外学者的极大关注。本文设计合成了手性樟脑酸类有机配体,并分别与Zn2+、Cd2+离子合成了四种稳定的金属-有机框架材料。分析揭示了框架材料结构和性能之间的关系,并根据框架材料的结构特点分别研究其非线性光学性能,光催化性能,以及小分子探测性能。研究结果为设计和合成功能化的金属-有机框架材料提供了实验和理论依据。基于樟脑酸的手性和氨基吡啶的共轭结构,通过有机反应合成了两个具有手性共轭结构的有机配体L1((1R,3S)-1,2,2-三甲基-3-(吡啶-4-基氨基甲酰氨基)环戊烷羧酸)和L2((1R,3S)-1,2,2-三甲基-3-(吡啶-3-基氨基甲酰氨基)环戊烷羧酸),再利用溶剂热法合成了ZnL12(H20)2(MOF1),CdL12(H20)2(MOF2), ZnL22(MeOH)2 (MOF3)和Zn2L22BDC(MOF4) (BDC=对苯二甲酸)四种金属-有机框架材料。研究发现,手性共轭结构的配体L1和Zn2+, Cd2+离子分别合成了透明晶体MOF1和MOF2,经XRD单晶解析,两种框架材料均具有手性空间群C2的非中心对称晶体结构。粉末二次谐波(SHG)研究表明MOF1和MOF2的二次谐波信号分别是无机非线性光学晶体磷酸二氢钾(KDP)的2.8和2.5倍,证明了结构设计的合理性和可行性。手性樟脑酸类配体L2与Zn2+离子合成的MOF3框架材料也是透明晶态材料,单晶解析表明该框架材料的手性空间群为P43212,具有手性三维网络状结构。粉末SHG研究表明,MOF3没有二次谐波信号,这是由于MOF3中的共轭结构不如在MOF1的共轭结构排列一致造成的。为了探索金属-有机框架材料的二级构建单元结构,采用配体L2和刚性配体BDC,与Zn2+离子合成了框架材料MOF4。单晶解析表明该框架材料为中心对称P-1空间群的二维层状结构。小分子荧光探测研究发现,MOF4对甲醇、乙醇、异丙醇表现为荧光增强作用,对硝基苯、苯酚和1,3-二氯苯表现为荧光减弱作用,表现出较好的荧光探测功能。