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金属有机骨架(Metal-Organic Framework,简称MOFs)是由金属离子或金属簇与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的无机有机杂化材料。金属有机骨架材料由于其丰富的结构和独特的光、电、磁等性质而受到广泛关注。近年来广泛应用于气体存储/分离、传感、药物缓存、多相催化、质子传导等领域。而在这些金属有机骨架材料中,稀土镧系金属有机骨架(Ln-MOFs)因其响应时间短、操作方便、选择性高、灵敏度好等优点,被认为是最有前途的化学传感器之一。但稀土镧系金属离子受跃迁禁阻的影响,其摩尔荧光吸收系数较低,需要通过螯合合适的有机发色团作为天线来进行敏化。研究表明,稀土镧系离子对提供孤对电子的氧原子有较高的亲和性,在敏化稀土镧系离子的荧光发射时,苯甲酸及其衍生物是很好的选择。因此,选择结构中含有羧酸的配体是较好的敏化天线。本论文主要围绕MOFs材料的合成及其相应荧光性质展开了一系列的研究工作。本论文主要分为以下四个部分:第一章主要介绍MOFs材料的研究进展、合成方法及在各项领域的应用。第二章本章选择三齿配体3,4’,5-联苯三羧酸(H3bpt),通过溶剂热法利用稀土镧系金属盐与所选配体制备了3个具有不同孔道结构的化合物[Tb2(C15H7O6)2(C5H9NO)1.5(H2O)2.5)]?2H2O(1),[Gd4(C15H7O6)4(C3H7NO)4(H2O)6]?-3(C3H7NO)(2),[Gd2(C15H7O6)2(C3H7NO)2(H2O)3]?3(C3H7NO)(3)。上述化合物中金属离子皆与氧原子配位,但是通过改变不同反应条件(如反应温度、反应压力、溶液p H、反应溶剂等)来调控金属的配位方式,从而构建出具有不同孔道结构的Ln-MOFs。对上述化合物进行的光学性能表征显示化合物1在紫外光照射下发出绿色荧光,因此选择化合物1(Tb-MOFs)作为荧光探针,对11种金属离子(Al3+,K+,Cu2+,Mg2+,Cd2+,Co2+,Ag+,Li+,Na+,Cr3+,Fe3+)和10种阴离子(Mn O4-,NO3-,Cl-,H2PO4-,CO32-,Br-,F-,HCO3-,PO43-,I-)进行了定量检测。检测结果表明在含有10-3 mol.L-1 Fe3+和Mn O4-的DMF溶液中,化合物1(Tb)失去原来的绿色荧光,发生荧光猝灭现象。荧光滴定实验结果表明Fe3+溶液能使化合物1的荧光猝灭比例达到99.1%,检测限为3.54mM。Mn O4-能使化合物1的荧光猝灭比例达到99.6%,检测限为4.6m(44)。因此化合物1具有荧光检测Fe3+和Mn O4-的能力。第三章本章我们选择吡啶羧酸类配体烟酸,稀土镧系金属钆(Gd)和碘化亚铜(CuI)作为无机源,利用溶剂热法合成两个三维结构的双金属中心MOFs[Gd2(Cu4I4)(C6H4NO2)6(C3H7NO)2](4),[Gd2(Cu4I4)(C6H4NO2)5(HCO2)(C3H7NO)-(H2O)2]?0.5(C4H8O2)(5)。化合物4和化合物5具有相同的铜(I)-卤簇次级结构单元(立方烷型Cu4I4),不同的是,化合物4中相邻七配位Gd3+通过羧酸基团桥连成为沿着c方向无限延伸的一维羧酸氧-钆链,而化合物5中相邻的两个晶体学独立的Gd1和Gd2通过含有羧酸基团的有机配体相互连接形成沿着两个晶体学方向无限延伸的一维羧酸氧-钆链,Cu4I4簇和羧酸氧-钆链通过有机配体连接构成了具有一维孔道结构的三维骨架。通过荧光表征我们发现化合物4和5具有宽而强的荧光发射,此发射峰来源于立方烷型Cu4I4簇,同时,化合物4和5在稀溶液中具有很强的荧光,但他们在固态时荧光强度明显减弱。我们将化合物4和5作为荧光探针对一系列阴离子和金属阳离子进行检测,结果显示,Cr O42-,Cr2O72-溶液能使化合物4的荧光猝灭比例达到80%,能使化合物5的荧光猝灭比例达到76%,检测限分别为5.16×10-5M和8.25×10-6M;Fe3+溶液能使化合物4的荧光猝灭比例达到84%,能使化合物5的荧光猝灭比例达到80%,检测限分别为4.02×10-5M和1.86×10-6M。紫外吸收光谱结果显示Fe3+或Cr2O72-对于激发能量的强紫外吸收阻碍了化合物1和2的能量吸收,导致了发光强度的减弱甚至完全猝灭。通过合理设计合成的铜(I)-卤簇稀土双金属中心MOFs作为多响应的发光传感器在双功能传感领域具有一定的潜力。第四章对本论文的总结与展望。