金属有机框架(MOFs)这类新兴的材料,由于大量可供选择的无机和有机模块的组装构筑、有机官能团的功能修饰、框架的定向设计裁剪,而表现出丰富的功能特性,使其成为化学、材料科学、生物、医药等多个学科及其交叉学科的研究热点,从而表现出广阔的应用前景。在MOFs的构筑中合理选择有机配体,对于定向构筑目标框架具有指导性意义。文献报道表明,吡啶三嗪(TPT)由于其三齿刚性平面、三嗪缺电子中心、大的π共轭体系等特点,而受到科研工作者的广泛研究。本论文工作选取吡啶三嗪作为主体有机构筑块,从配体本身特性出发,应用功能导向策略,构筑了三类MOFs材料,共合成7个新型的配合物,并对其结构进行表征,研究了超分子作用力在框架组装中的作用,预估了其在气体吸附分离方向的应用。具体的研究如下:第一章:对全文进行综述,介绍了 MOFs的研究背景,简要的概述了相关课题的研究现状和发展趋势,在此基础上阐述了本论文工作的意义和取得的主要进展。第二章:使用刚性有机配体TPT及辅助配体对苯二甲酸,与Zn2+和Ni2+过渡金属离子作用,构筑了三个新型的MOFs材料:1a、1b和1c,并对其进行表征、分析及性能研究。1a和1b表现出完全不同的水稳定性,1c通过调节合成条件得到Zn/Ni双金属化合物,刻蚀处理1c中Zn基的次级构筑单元,可形成结构缺陷,从而实现多级孔MOFs的构筑。此外,通过调整双金属比例、合成条件及水刻蚀处理时间,可以调控多级孔分布。第三章:基于TPT大的π共轭体系以及TPT分子间可变的超分子π-π作用力,在柔性MOFs的构筑体系中,引入柔性有机配体偶氮苯二酸作为第二动态机制,构筑了具有呼吸行为的柔性框架2a。单晶结构解析表明,在温度和溶剂的刺激下,目标框架2a可呈现出六种结构状态。基于2a的柔性特征,可对C2/C3轻质烃类进行分段选择性分离。此外,原位PXRD测试表征了吸附过程中,框架结构的变化,并对其结果进行了研究分析。第四章:基于TPT三嗪中心的缺电子性,在MOFs的组装过程中,引入芳香富电子有机物晕苯,成功构筑了两例笼基MOFs:3a和3b。结构解析表明,客体分子晕苯作为主体框架的一部分,在笼内形成“TPT-晕苯-晕苯-TPT”序列的D-A体系。研究结果表明,在MOFs的组装过程中,晕苯供体(D)与TPT受体(A)间的超分子作用力与配位作用具有同等的重要性,我们认为两者属于协同作用。在吸附分离测试中,3a和3b对甲烷气体均表现出很好的选择性。第五章:对研究工作进行了总结和展望。基于吡啶三嗪配体,我们成功地设计构筑了三个体系的MOFs材料,得到了实际的产物,并对其进行了结构性能的表征,为柔性MOFs和多级孔MOFs的构筑提出了新的思路。