1. 研究目的与意义
金属有机框架材料（metal-organic frameworks）作为一种新型的功能材料在气体存储与分离、离子交换与识别、催化、光学、磁性以及手性拆分等领域有着巨大的应用前景，从而引起化学家们的广泛兴趣。金属有机骨架化合物材料结构的影响因素有很多，例如金属离子配位模式、浓度、有机配体、反应温度、体系溶剂组成以及ph值等。1.金属离子与配体的摩尔比：金属离子与配体的比例也很大程度上影响着骨架的性能。一般地,金属离子与配体的摩尔比在1∶10到10∶1之间。2.温度和ph值：在高温的水热条件和在室温的温和条件下,羧基的配位能力不同,从而生成的骨架结构就不同。在高温条件下羧基是以多齿型配位的,易形成多维结构;而在室温条件下是以单齿型配位的,易形成一维结构。同时,反应溶液的ph值不同,生成的骨架结构也不同。3.溶剂：a.与金属离子配位;b.溶剂的大小和形状,都影响配合物的结构。
到目前为止，已有许多不同种类的羧酸配体和配合物被合成出来，并研究了它们的结构和性质，其中很多以应用在分析化学、酶催化和化学催化、仿生化学、材料科学等方面。如一些羧酸配合物具有电化学性质，可用于电化学分子识别；某些含羧基的药物，它们的铜或锌的配合物应用于药物化学，改变它们构效关系，药效要提高几倍；有些羧酸配合物可以组装成纳米材料，还可以组装成一维、二维或多维的配位聚合物，显示出应用前景好的光、电、磁、分子载体和催化性质等，特别是多羧酸配合物的分子自组装。羧酸类配体配位点多，配位能力强，配位模式丰富，并且在与金属离子易形成单核或者多核的金属簇的多孔结构，构筑的骨架结构热稳定性高；氮杂环类配体具有n原子配位能力强，能够和金属离子形成牢固的m-n配位键的特点。羧酸配合物的进一步应用还要寻找稳定性好、功能效应强的种类。由于羧酸配合物具有良好的分子设计和剪裁性目前国际上不少化学家和材料科学家正致力于这方面的研究，这将是一个在生物工程和功能材料等方面具有广阔发展前景的领域。
与刚性配体相比，柔性的羧酸配体由于其自身骨架及其构象的多样化和复杂化，使其与金属离子进行自组装时更容易形成更多有趣的结构，同时也增加了最后结构的不可预测性。目前，使用柔性羧酸配体合成的具有新颖结构和特定功能的配合物被大量报道。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：1.培养单晶
寻找合适的柔性羧酸配体和金属盐，培养出数种结构较好的mofs；
2.合成研究
3. 研究的方法与步骤
水/溶剂热法：水热与溶剂热合成是指在较为极端的条件下（一般在300度以下，高压），利用各组分溶解度的差异被最小化，同时溶剂的粘度下降而导致扩散作用加强，使得配合物趋于生成结晶态。水热法就是以水作溶剂，将反应混合溶液置于密闭的环境中，在加热和自生压力下反应得到晶体的过程。而溶剂热法采用DMF、DMA、DMSO等极性强、沸点高的有机试剂作为溶剂。
水热法的具体做法是：将这些难溶化合物和水溶液一起放到密闭的耐高压容器中，将混合物加热到100-600度时，容器中的压力可达到几百个大气压，导致很多化合物的超临界液体中溶解并且在慢慢降温的过程中结晶，水热法对于合成低溶解度的化合物是十分有用的。根据实际需要，也可以采用有机溶剂进行类似的反应，称为溶剂热法。溶剂法和水热法的机理类似。一般而言，利用水热法或溶剂热培养单晶的重要技巧是控制好晶化温度。进行水热或溶剂热反应时，一定要注意安全。不同反应的质量不同，耐压和耐高温程度也有所不同，反应发生爆炸的时间也时有发生。
用合成出的有机配体与金属盐进行自组装，从金属盐中心金属离子和抗衡阴离子两方面来考察金属盐对配合物制备和结构调控的影响；选择不同的温度值、金属盐和配体的配比值，筛选出合适的制备条件；控制反应溶剂的极性构筑高质量的晶体，从纯水溶剂到加入有机溶剂比如DMF、DMA、DMSO等，同时筛选水和有机溶剂的比例来制备出高质量单晶。采用混合配体的策略，选用柔性羧酸和氮杂环类为构筑配体。将合成出的目标配体化合物的单晶用红外光谱仪进行红外光谱表征，并采用X-射线单晶衍射技术测定其晶体结构。采用热重分析仪对配合物进行热重分析。采用荧光分析仪进行配合物的荧光性能测试。4. 参考文献
[1] 陈静.酰胺修饰的含氮杂环、羧酸类金属有机框架的设计及性能研究[d].
浙江理工大学，2016.
[2] 刘建强. 穿插和缠绕金属-有机骨架化合物的构筑和性能研究[d]. 西北大
学，2010.
5. 计划与进度安排
（1）2022-12-28~2022-3-10 查阅文献资料，了解所研究课题的发展概况，选定辅助配体，筛选合适的单晶培养方法，写出开题报告。（2）2022-3-10~2022-3-25 根据实验方案，列出实验中所需的仪器和药品并完成购置工作，准备进入实验室。
（3）2022-3-25~2022-5-21 探讨反应温度、溶剂、体系pH值对配合物形成的影响，培养出适合结构测试的单晶，结合红外、热重等对配合物结构进行表征。整理归纳分析所得实验数据，撰写出毕业论文初稿。
（4）2022-5-22~2022-6-16 分析所得配合物的结构，画出并描述各级结构图，整理实验数据，撰写毕业论文并准备答辩。
