金属有机框架起源
金属有机框架（MOFs）是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接而成的晶体材料，最早的概念可以追溯到20世纪50年代，当时研究人员开始将金属离子与有机配体进行配位反应，形成了一些离子配合物。
20世纪90年代，美国Yaghi研究团队和日本Kitagawa研究团队成功合成了一种纳米多孔材料：金属有机框架材料（MOFs），这是一种由有机配体和无机金属离子或者团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料，是一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
随着合成化学和材料科学的发展，金属有机框架的合成和研究进入了一个快速发展的阶段，在设计、合成、表征、性能和应用探索等方面发展迅速。
金属有机框架的概念 金属有机框架（MOF）是一种由金属离子或金属簇与有机配体组成的晶体材料。MOF具有高度可调性、多功能性和高比表面积等优点，因此在催化、气体吸附、分离、传感等领域有着广泛的应用前景。 MOF的结构由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接而成。这种连接方式使得MOF的结构可以通过选择不同的金属离子或金属簇和有机配体来进行调控，从而实现对其物理和化学性质的调节。MOF的结构可以是三维的、二维的或一维的，这种多样性使得MOF可以应用于不同的领域。 MOF的高比表面积是其最大的优点之一。MOF的比表面积可以达到几千平方米每克，这使得MOF可以用于气体吸附和分离。MOF可以选择性地吸附和分离不同的气体，这使得MOF在气体分离和储存方面具有广泛的应用前景。此外，MOF还可以用于催化反应。MOF的结构可以通过选择不同的金属离子或金属簇和有机配体来进行调节，从而实现对其催化性能的调节。MOF的高比表面积和多功能性使其成为一种非常有前途的催化剂。 MOF还可以用于传感。MOF的结构可以通过选择不同的金属离子或金属簇和有机配体来进行调节，从而实现对其传感性能的调节。MOF
可以选择性地吸附和分离不同的分子，这使得MOF在传感方面具有广泛的应用前景。MOF可以用于检测环境中的污染物、生物分子等。 总之，MOF是一种非常有前途的晶体材料。MOF具有高度可调性、多功能性和高比表面积等优点，因此在催化、气体吸附、分离、传感等领域有着广泛的应用前景。MOF的结构可以通过选择不同的金属离子或金属簇和有机配体来进行调节，从而实现对其物理和化学性质的调节。MOF的应用前景非常广阔，未来将会有更多的研究和应用。
无机化学中的金属有机框架材料无机化学是化学的一个重要分支，研究的是无机物质的结构和性质。而金属有机框架材料（Metal-Organic Frameworks, MOFs）是一种新型的无机化学材料，是由有机配体和金属离子构成的网状结构。MOFs具有高度可控的孔隙结构、巨大的比表面积和吸附能力、可控的光学、电学、磁学性质等特点，是具有应用潜力的重要无机化学材料。 一、 MOFs的基本结构和制备方法 MOFs的基本结构是有机配体和金属离子通过配位键连接而成的三维网状结构。由于有机配体和金属离子的多样性，MOFs材料的结构和性质也非常丰富多样。MOFs中金属离子可以是过渡金属离子、碱土金属离子、稀土金属离子等多种类型，而有机配体也可以是醛类、酸类、胺类、烃类等多样的分子，这些物质可以形成不同形状的孔道，而这些孔道的大小和形状也决定了MOFs材料的吸附能力。 MOFs的制备方法一般分为两种类型，一种是自组装法，一种是物理合成法。自组装法是指由有机配体和金属离子在水热条件下通过配位键构成框架结构，这种方法常常需要控制水热反应时
间、PH值、温度等条件，以合成特定的结构和性质。而物理合成 法则是指采用物理方法将有机和金属化合物某些条件下同时加入 反应体系中，使得它们发生化学反应并形成MOFs材料。这一方 法可以得到大量、均匀、高质量的MOFs材料。 二、 MOFs在吸附、储能领域的应用 MOFs是一类高度可控的材料，具有巨大的比表面积和吸附能力，是吸附和储能领域的新型材料。MOFs材料中的孔隙结构可以用于吸附小分子、离子、气体等，具有很强的吸附选择性和储存 能力。例如，MOFs材料可以用于水处理、气体存储和催化反应中。此外，MOFs材料还被广泛的应用于能源储存领域，如高容量、高效的储氢和储能体系。 MOFs制备时可以控制其孔隙结构大小和 形状，不仅能够将能量转化为可控的化学能，还可以将化学能变 为可用的储能形式。以MOFs为储能体系的电极电容器就呈现了 很大的前景。 三、 MOFs在传感、药物释放等领域的应用 MOFs材料在生命科学中也有广泛的应用，如DNA和蛋白质的传感、药物释放等。MOFs材料的表面修饰可以赋予其各种特殊的
金属一有机框架材料(MOFs)是近十年来发展迅速的一种配位聚合物，具有三维的孔结构，一般以金属离子为连接点，有机配位体支撑构成空间3D延伸，系沸石和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料，在催化、储能和分离中都有广泛应用。目前，MOF已成为无机化学、有机化学等多个化学分支的重要研究方向。MOF=Metal Organic Framework金属-有机骨架材（Metal-OrganicFrameworks）是指过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点。主要包括两个重要组分：结点（connectors）和联接桥（linkers）即MOFs是由不同连接数的有机配体（联接桥）和金属离子结点组合而成的框架结构 实验部分 试剂：FeCl3 6H2O（奥德里奇3，97%）、Fe（NO3）3 3 H2O（奥德里奇，G 98%），h2n-bdc （奥德里奇，99%），（eo97po69eo97 Pluronic F127，平均Mn = 12，600，奥德里奇）和醋酸（Fisher，99.7%） Fe MIL-88B NH2纳米晶体的合成：尺寸控制铁mil-88b NH2纳米晶的合成是通过使用水热法和2-aminoterephthalic酸盐和铁作为金属源和有机连接，分别与Pluronic F127和乙酸反应，反应混合物与1:0.5:1255摩尔比的X：yfe3 + / h2n-bdc /水/F127/醋酸在110LC下结晶24小时。用X值（F127 / Fe3 +的摩尔比）和Y值（醋酸/ Fe3 +的摩尔比）的改变来控制纳米晶的尺寸。在典型的合成中，0.16 g F127（x = 0.02）溶解在13.34毫升去离子水和1.66毫升的0.4 MFeCl3 6H2O（0.66毫摩尔）溶液3注入该表面活性剂溶液。将所得溶液搅拌1小时，加入0.3毫升的乙酸（= 8）。搅拌1个小时后，加入60毫克（0.33毫摩尔）的h2n-bdc。将反应混合物搅拌2小时后，将其转入自动结清器中结晶。采用离心法去除表面活性剂和反应物，得到深棕色固体产物，并用乙醇洗涤多次。关于球形/ Fe3 +的摩尔比的影响（x值）和醋酸/ Fe3 +的摩尔比（Y值）对晶体的大小的研究，需要分别将将x从0.01调整至0.16，将y从0到16。反应的产率约为61（以h2n-bdc计算）。相比之下，铁mil-88b NH2微晶也是用相同的合成条件制备的，除不加入了F127和乙酸。
金属有机框架材料的研究与开发 随着社会的不断发展，科学技术也在不断地更新迭代。其中，金属有机框架材料（Metal-Organic Frameworks，简称MOF）的研究与开发正在日益受到人们的关注。在此，本文将围绕这个主题，从多个角度进行探讨。 一、概述 MOF是一种由金属离子或金属团簇与有机配体组成的三维网状结构材料。它具有高比表面积、可控的孔隙结构、多种化学反应活性等优异特点，可以被广泛应用于气体储存、分离和传递、催化等领域。 二、研究现状 当前，全球各地的科学家们正在利用多种手段来研究MOF的性质和应用。比如，他们可以通过X射线衍射、核磁共振等技术手段来了解MOF的结构和物理化学性质；或者利用静电自组装、水热反应等化学方法来合成MOF材料。同时，各种新型MOF材料也层出不穷，比如基于过渡金属、稀土金属、碱金属等元素的MOF，以及基于新型有机配体和嵌入式功能单元的MOF等。 三、应用前景 MOF材料具有广阔的应用前景。其中，气体储存与分离领域是目前研究的热点之一。MOF材料的孔隙结构可以使其具有高效的气体储存能力，并且可以通过调整材料的孔径来实现对不同气体分子的选择性吸附，从而达到分离气体的目的。同时，MOF材料的高比表面积和多种官能团的存在，也使得它在催化领域具有广泛应用前景。MOF材料可以作为催化剂的载体，在光、电、热等多种作用下有效地催化各种反应。 此外，MOF材料还有很多其他的应用领域，比如药物递送、传感器、超级电容器等等，这些都是相当有前景的应用领域。
四、面临的问题 MOF材料的研究还面临着很多困难和挑战。其中，MOF材料的稳定性问题是一个严重的约束。MOF材料在现实环境中很容易受到热、湿等因素的影响，容易发生吸附能力丧失、结构破坏等问题。因此，如何提高MOF材料的稳定性，是MOF材料研究需要攻克的关键难点之一。 五、展望 尽管MOF材料研究还面临着诸多问题，但是其广阔的应用前景和未来的发展潜力，使得MOF材料的研究仍然备受人们的关注。未来，MOF材料研究将朝着更加复杂、多样和高效的方向发展，这将需要全球各地的科学家们通力合作，共同攻克这项科学难题。相信在不久的将来，MOF材料将成为科学技术领域的重要突破口之一，为人类的发展和进步做出新的贡献。
金属有机框架材料的研究及应用第一章研究背景 金属有机框架材料（MOF）是一种新型的多孔性材料，由金属离子或金属羰基化合物与有机配体形成网状结构，具有高度的孔隙度和表面积，因此在储氢、分离和吸附等方面具有广泛应用前景。近年来，MOF材料已经成为研究热点之一。 第二章 MOF的研究进展 2.1 MOF的合成方法 MOF的合成方法包括溶液法、气相法、电化学合成法、水热法和固相法等。其中，溶液法是最常用的合成方法。通过控制反应条件和配体的选择，可以合成出多种MOF结构。 2.2 MOF的表征方法 MOF的表征方法包括X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、氢气吸附等。其中，X射线衍射是最常用的表征方法之一，可以用来测定MOF的结构、孔隙度和晶体结构等。 2.3 MOF的应用领域 MOF材料具有广泛的应用领域，包括气体储存、催化剂、分离材料、传感器、荧光材料等。其中，MOF材料在气体储存方面具有广泛应用前景，如储存氢气、甲烷、乙烷等。
第三章 MOF的应用案例 3.1 MOF在氢储存方面的应用 MOF材料具有高度的孔隙度和表面积，因此在氢储存方面具有广泛应用前景。一些研究表明，MOF材料可以用来储存氢气，并 且在储氢密度方面比传统氢储存材料有更好的表现。例如，一些MOF材料的储氢密度可以达到10 wt%以上。 3.2 MOF在催化剂方面的应用 MOF材料还可以用作催化剂。由于MOF材料具有定向孔道结 构和高度的化学稳定性，因此可以用来催化各种反应。例如，一 些研究表明，MOF-5材料可以用来催化有机化学反应，并且在反 应速率和选择性方面具有良好的表现。 3.3 MOF在分离材料方面的应用 MOF材料还可以用作分离材料。由于MOF材料具有高度的孔 隙度和表面积，因此可以用来分离各种气体和液体。例如，一些 研究表明，MOF材料可以用来分离二氧化碳和甲烷，具有良好的 分离效果和高度的重复性。 4.结论 MOF材料是一种新型的多孔性材料，具有高度的孔隙度和表面积，因此在储氢、分离和吸附等方面具有广泛应用前景。近年来，
金属有机框架材料的制备及其在吸附催化剂 领域的应用研究 近年来，金属有机框架材料（metal-organic frameworks，MOFs）成为了化学界研究的热点之一。这种材料是一种由有机配体和金属离子通过配位反应形成的晶体材料。MOFs具有具有开放的晶体结构、大的比表面积、可调控的成分和结构等优点，被广泛应用于气体吸附、储存、分离、催化、光学等领域。 一、MOFs的制备方法 MOFs的制备方法主要有三种：溶剂热法、溶剂挥发法和机械法。其中，溶剂热法是最常见的方法。它可以在非水溶剂中通过热反应或溶胶-凝胶法制备出MOFs。 溶剂挥发法则需先将金属离子和有机配体在溶液中混合，形成配位反应产物溶液，然后将溶液低速挥发至室温的方法制备MOFs。相比溶剂热法，这种方法能够得到高质量的晶体，但较为复杂。机械法则是利用高能量机械球磨制备MOFs，但可能会产生结构不稳定性或不规则的颗粒形态。 二、MOFs在吸附催化剂领域的应用 MOFs在吸附催化剂领域的应用主要体现在以下两个方面： 1. 吸附 MOFs的大比表面积和开放结构使其成为理想的吸附材料。MOFs可以针对不同的环境和分子进行定向设计，实现高效的分子吸附和选择性分离。例如，MOFs 可以用于酯化反应的分离和纯化中，实现对产生的有害物质的高效去除；又如，MOFs还能用于气体吸附，可以高效地吸附二氧化碳、甲烷、氢气等多种气体。 2. 催化
MOFs可以用作催化剂载体，能够提高催化剂的活性和稳定性，同时也可以通过催化反应来改变MOFs的结构和组成。MOFs催化剂可以针对不同的反应进行设计和制备。例如，MOFs可以用于光催化水分解反应中，可以有效分解水来产生氢气和氧气；还可以用于有机催化反应中，实现不同分子之间的选择性催化。 三、MOFs存在的问题及发展趋势 虽然MOFs被广泛应用于吸附催化剂领域，存在的问题仍然不可忽视。首先，MOFs的稳定性和可重复性是需要解决的问题。其次，MOFs的制备过程仍然有待进一步的提高。第三，MOFs的大规模制备和应用仍然需要更多的研究和探索。因此，对于MOFs的进一步研究，需要在实际应用中不断地解决问题并进一步完善其制备方法。 与此同时，MOFs的研究和发展也面临着新的挑战。例如，可以通过引入金属硫族元素、寻找新型的多功能催化活性位点等来提高其稳定性和催化效果；也可以进一步探索和发展MOFs的多元化和智能化应用。MOFs在吸附催化剂领域的应用前景仍然广阔，通过不断的研究和发展，其应用领域也将不断拓展。
金属-有机框架的发展和应用 摘要：近年来，由于金属-有机框架(MOFs)材料特殊的结构使得其在气体储存、催化活性、离子交换、磁性材料、分子和光学性能等方面的潜在用途，MOFs的设计与合成吸引了大家的注意力。当前，已有很多用于制备多种金属-有机框架(MOFs)的方法和相关理论。本文主要介绍了MOFs的研究进展、应用，概述了MOFs未来的趋势。 关键词：金属-有机框架，发展，应用 Abstract: In recent years, the design and synthesis of Metal-Organic Frameworks (MOFs) have attracted great interest due their potential use as gas storage, catalysis activity, ion exchange, magnetism, molecular, and optical properties. Currently, varied methods and theories have been used for the formation of metal-organic frameworks (MOFs). This paper mainly introduces the development and application of MOFs, and the future tendency. Keyword: Metal-Organic Frameworks; Development; Application 1绪论 金属-有机框架材料(Metal Organic Frameworks，MOFs)又叫金属有机配位聚合物(Metal Organic Coordination Polymers，MOCPs)已经成为一种新型的功能化晶体材料。它是由有机桥连配体同过配位键的方式将无机金属中心(金属离子或者金属离子簇)连接起来形成无限延伸的网络状结构的晶体材料。金属-有机框架材料将无机化学和有机化学两种通常视为两种完全不同的化学学科巧妙地结合在一起。根据金属-有机框架材料在空间维度延伸情况将金属有机框架材料分为一维链，二维层，三维空间网络状结构。 金属-有机框架材料的最大特点就是它是一种晶体材料具有超高的孔隙率(高达90％的自由体积)和巨大的内比表面积(超出6000平方米/克)。而且由于无机和有机不同成分组成的结构使得其结构多样并可调节，这些最终促使金属有机框架材料在许多方面有着潜在应用[1]。 2金属有机框架化合物的研究进展 金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)化合物，又称金属-有机络合聚合物(metal-organic coordination polymers, MOCPs)，早在20世纪90年代中期，第一类MOFs就被合成出来，但其孔隙率和化学稳定性并不高。[2]后来，MOFs开始发展，自从1978年始至2006年的剑桥结构数据库(Cambridge Structural Database，简称CSD)报道的关于金属-有机框架材料的数量变化如图2-1所示。
金属有机框架材料的合成与应用教程 随着科学技术的不断进步和材料科学的快速发展，金属有机框架材料（MOFs）作为一类新型晶态材料受到了广泛关注。MOFs由金属离子或金属簇与有机配体通 过共价或配位键相连而形成。它们具有多孔性、高度可调性和光学等性质，在气体储存、催化、分离科学等领域具有广泛的应用前景。本文将从MOFs的合成和应 用两个方面进行介绍。 合成MOFs的方法有很多种，这里介绍一种常见的溶剂热法。首先，选取适当 的金属离子和有机配体，它们的选择将直接影响MOFs的结构和性能。然后，将 金属离子和有机配体按一定的比例溶解在有机溶剂中，并进行搅拌使其均匀混合。接下来，将溶液转移到一个密封的反应容器中，通常是一种高温高压的条件下进行反应。在此过程中，金属离子和有机配体通过配位键形成晶核，然后晶核之间通过配位键或氢键相互连接形成MOFs晶体。最后，用溶剂或其他方法对反应产物进 行分离和洗涤，得到MOFs晶体。 MOFs的合成方法不仅限于溶剂热法，还包括溶剂挥发法、溶剂炽烧法等。每 一种方法都有其特殊的优势和适用范围。因此，在合成MOFs时需要根据具体的 需求选择合适的方法。 接下来，我们来讨论一下MOFs的应用。由于MOFs具有多孔性，可以通过选 择适当的金属离子和有机配体来调节孔径和孔隙结构。这使得MOFs在气体储存 和分离科学中具有重要的应用。例如，MOFs可以作为合适的吸附材料用于存储和 分离气体，如CO2的吸附和储存。此外，MOFs还可以作为催化剂在化学反应中 发挥重要的作用。由于其高度可调性，可以通过选择合适的金属离子和有机配体来设计和合成具有特定催化活性和选择性的MOFs。此外，MOFs还可用于光催化、 电化学储能等领域。 然而，虽然MOFs在理论上具有广泛的应用前景，但其实际应用仍面临一些挑战。首先，MOFs的稳定性和耐久性需要进一步提高，以满足实际应用的要求。其
金属有机框架材料 金属有机框架材料（MOF）是一种由金属离子和有机连接配体组成的晶态材料。由于其具有孔隙结构和高比表面积，MOF材料在气体吸附、气体分离、催化反应、药物输送等领域表现出了巨大的潜力。 MOF材料的骨架由金属离子作为节点，有机连接配体作为支架组成。这些有机连接配体通过氧原子、氮原子等与金属离子配位，形成一种稳定的结构。由于金属离子和有机连接配体的多样性，可以通过合理设计实现各种不同的结构和性质。 其中，金属离子部分决定了MOF材料的导电性和催化性能。常用的金属离子有锌、铜、铁、镍等，它们在MOF材料中的比例和空间排列方式直接影响材料的性质。有机连接配体则决定了MOF材料的孔隙结构和气体吸附性能。各种不同的有机连接配体可以提供不同尺寸、形状和化学性质的孔道，在吸附分子时表现出选择性。 MOF材料由于其高比表面积和孔隙结构，在气体吸附、气体分离和催化反应中具有重要应用。MOF材料的孔隙结构可以控制吸附分子的大小、形状和极性，因此在气体吸附上表现出了很高的选择性。这使得MOF材料在气体分离和储存、环境污染控制等方面具有潜在的应用。同时，MOF材料还可以作为催化剂的载体，为催化反应提供高比表面积的活性位点，提高反应效率和选择性。 除此之外，MOF材料还具有药物输送、光电器件等领域的应
用潜力。MOF材料的孔道可以用于储存和释放药物，具有控释性能。同时，MOF材料的电学性质可以应用于光电器件，如光电池、传感器等。 然而，MOF材料也面临一些挑战。首先，MOF材料的合成和制备工艺较为复杂，需要合理选择金属离子和有机连接配体，并控制它们的摩尔比例和空间排列方式。其次，MOF材料的稳定性较差，易受湿度、温度和化学环境等因素的影响。为了提高MOF材料的稳定性，需要研发新的合成方法和功能化表面修饰手段。 总而言之，金属有机框架材料是一种具有孔隙结构和高比表面积的晶态材料，具有广泛的应用潜力。通过合理设计金属离子和有机连接配体的组合，可以实现各种不同的结构和性质。MOF材料在气体吸附、气体分离、催化反应、药物输送等领域具有重要的应用价值。然而，MOF材料的合成和稳定性仍然是目前需要攻克的难题。
金属有机化学在各领域的应用 金属有机化学是一门研究金属与有机分子相互作用和相互影响的学科。随着科技的不断发展，金属有机化学在各个领域的应用越来越广泛，为人类的生产和生活带来了诸多好处。本文将探讨金属有机化学在材料、药物、环保等领域的应用，以及面临的挑战和未来发展的前景。 在材料领域，金属有机化学的应用非常广泛。例如，金属有机框架材料（MOFs）是一种由金属离子或金属团簇与有机配体相互连接形成的多孔材料。MOFs具有高比表面积、高孔容、可调的孔径和结构多样性等优点，因此在气体存储、分离、催化等领域具有广泛的应用前景。金属有机聚合物材料也具有许多优异的性能，如高透明度、低密度、良好的热塑性和光电特性等，因此在光学、电子学、医学等领域也有着广泛的应用。 在药物领域，金属有机化学也发挥着重要作用。例如，抗癌药物顺铂是通过将抗肿瘤药物与铂金属配合物结合来发挥作用。金属有机配合物还可以作为抗菌剂、抗炎剂、抗疟药等应用于医药领域。还有一些具有生物活性的天然产物和生物碱等也包含金属有机配合物，如治疗疟疾的药物青蒿素。
在环保领域，金属有机化学同样具有广泛的应用。例如，在废水处理中，金属有机配合物可以用于去除水中的重金属离子和有机污染物。金属有机配合物还可以作为环境友好的催化剂和吸附剂，用于降低工业废气和汽车尾气中的有害物质。 然而，金属有机化学在应用过程中也面临着一些挑战。许多金属有机配合物不稳定，容易分解和变质，导致其使用寿命较短。一些金属有机配合物的制备和合成过程比较复杂，成本较高，不利于大规模生产和使用。金属有机化学在某些领域的应用还处于实验室阶段，尚未实现工业化生产。 未来，金属有机化学的发展前景非常广阔。随着科学技术的不断进步和人们生产生活需求的提高，金属有机化学将会在更多领域得到应用。例如，在能源领域，金属有机化合物可以作为燃料添加剂和燃料电池的催化剂使用；在电子学领域，金属有机化合物可以用于开发新型导体和半导体材料。随着绿色化学理念的普及，金属有机化学的绿色合成方法也将会得到更加广泛的应用和发展。 金属有机化学在各个领域都具有广泛的应用前景和重要的价值。尽管目前还存在一些挑战，但是随着科技的不断进步和人类对物质性能要求的不断提高，金属有机化学将会在更多领域得到应用，并为人类的
共价有机框架材料研究进展 共价有机框架材料（COFs）是一种由有机分子通过共价键连接形成的二维或三维网络结构。这种新型材料的出现为化学界带来了新的研究领域，并因其独特的应用前景而引起了广泛。本文将概述COFs的研究背景，分析当前研究现状，详细介绍研究方法，展示主要研究成果及展望应用前景，并最终总结研究不足与未来研究方向。 COFs的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，随着超分子化学和材料科学的不断进步，人们开始尝试通过有机分子间的弱相互作用力构建具有有序结构的材料。共价键的形成使得这些材料具有更高的稳定性和可调性，从而为气体存储、催化、传感和光电等领域的应用提供了新的可能。 目前，COFs的研究主要集中在合成方法、结构与性质关系、以及在上述应用领域的研究。合成方法主要包括有机前驱体的缩聚反应、有机金属试剂的加成反应、环加成反应等。研究者们通过对反应条件的优化和分子设计的创新，合成出了大量具有不同孔径、结构和功能的COFs。然而，目前的研究仍面临着合成难度大、可控性差等问题。COFs的研究方法主要包括实验设计和理论分析。实验设计包括原料的选择与准备、反应条件的优化、产物表征与性能测试等。理论分析
则通过计算化学和量子化学等方法对COFs的结构和性质进行模拟与预测，以揭示其内在规律。 COFs的研究成果主要包括新性质、新制备方法、新应用领域等。在性质方面，研究发现COFs具有高比表面积、多孔性、高稳定性等特点，使其在气体存储和分离方面具有潜在应用价值。COFs还具有优异的催化性能和光电性能，可应用于催化剂载体、传感器、光电材料等领域。 在制备方法方面，研究者们发展出了多种合成策略，如上述的缩聚反应、加成反应、环加成反应等。其中，一些新开发的合成方法，如模板法、硬模板法、自组装法等，大大提高了COFs的合成效率和可控性。 COFs的应用前景广泛，但仍需进一步的研究与开发。在气体存储领域，COFs的高比表面积和多孔性使其成为潜在的优选材料。通过优化孔径和结构，COFs可以实现对氢气、天然气等清洁能源的高效存储。在催化领域，COFs可以作为催化剂载体，提高催化剂的活性和选择性。COFs在光电材料、传感器、药物传递等领域也有着广阔的应用前景。 共价有机框架材料作为一种创新性的材料类型，已经在研究者和应用
金属有机框架（MOF）：为发光调制和发光传感的镧系元素（III）-掺杂方法†英文作者：Feng Luo*a and Stuart R. Batten b 一种不同的方法，镧系元素（Ⅲ）掺杂的途径是利用在第一次接入金属离子的基于MOF的发光传感取代镧系元素（Ⅲ）的MOF。研究结果显示，该策略是非常有效的，并显示出几个突出的特点。 金属有机框架（MOFs）的最有趣的性质之一是发光行为。1-4由于2002年金属有机框架材料的第一次发光的调查，我们已经见证了近200篇文章和一些关于MOF发光性质的回顾报告。5-7 特别感兴趣的是，最近开发的基于MOF的发光传感的离子或爆炸分子检测，8-13不仅因为发光MOFs材料的品种繁多和这些材料固有的合成的多功能性，这似乎使他们称为理想的分子识别，也因其在生物和环境系统中重要的潜在应用。14-16 2004年，由于稀土离子优异的发光优点及其敏感的天线效应，镧（Ⅲ）金属有机框架首次被提出来显示Ag +的发光传感。8此后，四个3d-4f 9-10和其他两个镧系金属有机框架材料11-12探讨了Zn2 +，Mg2 +，F-或Cu2+发光传感的证据。根据陈等人报道的研究结果，11-12这种特殊功能可能的机理是金属–配体的配位作用，或超分子导向的能力。显然，在这些现在已证明的概念中，有能够提供协调位点或超分子导向潜力的MOFs的设计和制备。然而，基于目前先进的晶体工程，所需的镧系元素金属有机框架材料合理的设计和制备仍然是不可能的。因此，尽管最近的事态发展令人兴奋的和令人信服，在我们看来基于MOF的发光传感领域还处于不成熟阶段，并认为，存在的大量的棘手的问题是一个有效的和可重复的战略目标目标的发现。 在文献中，镧系元素（Ⅲ）-掺杂的方法广泛用于改善金属或无机材料或金属有机框架材料的光学和磁学性质。17-20其次，在我们看来，镧（III）掺杂相预期与在镧系元素金属有机框架材料中可观察到的发光传感执行类似的功能。这里，我们以聚合物1（[NH4]2 [ ZnL]·6H2O，L = 1,2,4,5-benzenetetracarboxylate），[NH4]+抗衡阴离子微孔骨架，为例，根据其结构中含有与[NH4]+抗衡离子占领的定期1D 通道。通过简单的镧系离子取代[NH4]+离子的阳离子交换，所需的镧系元素（Ⅲ）掺杂的相的生成可以预料。特别是，通过不同稀土（Ⅲ）的掺杂剂的选择，这种
金属有机骨架的气体吸附性能研究 摘要：金属有机骨架材料(metal organic frameworks，MOFs)作为一类新型的多孔材料，具有比表面积高、孔径可调、可功能化修饰等诸多优点，在气体吸附领域具有广泛的潜在用途，研究MOFs材料上的吸附，揭示其吸附机理，对新MOFs材料的设计及其在吸附领域的应用，具有非常重要的理论研究和应用价值。本文主要介绍了MOFs材料的特点，并讨论了不同MOFs材料对CO2，H2，CH4气体的吸附性能。 关键词：MOFs；气体吸附性 1.金属有机骨架（MOFs）的简介 金属有机骨架材料是由金属离子或离子簇与有机配体通过分子自组装而形成的一种具有周期性网络结构的晶体材料，组成MOFs的次级结构单(secondary building units，SBUs)是由配位基团与金属离子结合而形成小的结构单元，在一定程度上决定了材料骨架的最终拓扑结构。这种多孔骨架晶体材料，是一种颇具前途的类沸石(有机沸石类似物)材料，可以通过不同金属离子与各种刚性桥连有机配体进行络合，设计与合成出不同孔径的金属-有机骨架，从而使得MOFs的结构变化无穷，并且可以在有机配体上带上一些功能性的修饰基团，使这种MOFs微孔聚合物可以根据催化反应或吸附等性能要求而功能化[1]。 MOFs材料的研究始于20世纪80年代末90年代初，1989年Hoskins和Robson报道了一类由无机金属团簇和有机配体以配位键方式相互链接而成的新型固体聚合物材料，被认为是MOFs材料研究的开端，但当时普遍存在的问题是用于合成MOFs材料的模板剂除去后结构容易坍塌，而且其骨架出现相互贯穿的现象[2]。 20世纪以来MOFs的研究取得了突破性进展，随着晶体工程学在MOFs研究中的应用，人们可以根据需要通过设计新型的有机配体和控制合成方法来精确调控MOFs的结构，各种高比表面积和孔体积的新型MOFs材料不断被合成出来[3]，与此同时，MOFs在气体吸附、分离、催化、药物运输荧光等方面表现出