金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一种[由金属或者金属网簇与有机配体相互结合而成的具有三维多孔结构的化合物。由于MOFs具有较大的比表血积、孔径较易调整、并有天在功能化方面存在诸多的优势,因此受到了人们的文泛关注。尤其是在催化领域,由于MOFs的种类繁多,可以根据实验的需要来设计合成不同刊的MOFs,也可以通过多种方式将其功能化,成为具有催化活性的MOFs催化剂。例如可以利用MOFs自身的金属、有机配体作为催化活性部位、或者在MOFs上负载催化活性、或者将MOFs功能化,从而制备出适合于不同反应的MOFs催化剂。目前,MOFs作为催化剂研究较多的是一些固-液相的催化反应,但但MOFs作为催化剂时,在催化剂的分离和回收上还存在一些问题,例如催化剂与反应溶液的高速离心分离能耗比较高,并且在分离过程中难免会损失一些催化剂,这对催化反应工艺都是不利的。如果在磁性核上原位合成一层MOFs,制备出磁性的MOFs催化剂,就可以利用磁性材料在外磁场下容易分离的特性,简化催化反应的分离过程,减少催化剂的损失,因此,磁性MOFs催化剂在固-液相催化反应方面具有很好的应用前景。基于此,本文首先合成了磁性Fe3O4核,并且在其表面裹覆了一层保护磁性Fe3O4核的SiO2,制备了磁性SiO2@Fe3O4纳米微球；然后,在磁性SiO2@Fe3O4微球上原位合成了磁性MOF-5@SiO2@Fe3O4、 Zn-BTC@Sio2@Fe3O4、ZIF-8@SiO2@Fe3O4、和Cu-BTC@SiO2@Fe3O4等四类磁性MOFs催化剂。采用SEM、TEM、XRD、FT-IR、N2吸附/脱附、VSM和TPD等现代分析测试方法,表征了磁性MOFs催化剂的结构特征和磁学性能,并且分别评价了这四类磁性MOFs催化剂的Friedel-Crafts烷基化、Friedel-Crafts酰基化、Knoevenagel缩合反应和Pechmann反应的催化性能,考察了一些反应条件对催化剂性能的影响,研究了磁性MOFs催化剂的外磁场分离、回收和重复使用的性能,取得了如下一些新的实验结果：1、不同MOF-5含量的磁性MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂都具有良好的超顺磁性,并且该磁性催化剂表现有一定的酸性。在甲苯(或苯衍生物)和苄基氯的液相Friedel-Crafts烷基化反应中,表现出了良好的催化反应性能,并且随着MOF-5含量的增加,甲苯的转化率会增加。以MOF-5含量为26.8%的磁性26.8%MOF-5@SiO2@Fe3O4催化剂为例,在120℃的反应条件下,甲苯的转化率可达97.1%;并且当苯环上有供电子基-OCH3和-CH3时,转化率会明显增加,而苯环上有强吸电子基-NO2时对反应不利。反应后的催化剂经外磁场分离、回收、重复使用五次时,甲苯的转化率保持不变,催化剂也基本没有损失。2、不同Zn-BTC含量的磁性Zn-BTC@SiO2@Fe3O4催化剂都具有良好的超顺磁性和一定的酸性,在甲苯(或苯衍生物)和对甲基苯甲酰氯的酰基化反应中,表现出了很好的催化反应性能,并且随着Zn-BTC含JG的增加,甲苯的转化率也会增加。以Zn-BTC含量为36.7%的磁性36.7wt%Zn-BTC@SiO2@Fe3O4催化剂为例,存120℃的反应条件下,甲苯的转化率可达78.8%,对位产物的选择性可达79.9%。反应后的催化剂经外磁场分离、回收,重复使用五次时,甲苯的转化率基本保持不变,磁性催化剂也没有明显损失3、不同ZIF-8含量的磁性ZIF-8@SiO2@Fe3O4催化剂具有大的比表面积和很好的超顺磁性能,在对氯苯甲醛与丙二腈的KnOeVenagel缩合反应中表现出了很好的催化性能。以ZIF-8含量为35.8%的磁性35.8%ZIF-8@SiO2@Fe3O4催化剂为例,在室温条件下反应4h,对氯苯甲醛的转化率可高达98.24%,产物的选择性可达99.85%。另外,磁性ZIF-8@SiO2@Fe3O4催化剂具有很好的底物适应性,苯环上有吸电子基时对反应有利。催化剂的外磁场的分离、重复实验表明,催化剂循环使用五次时,对氯苯甲醛的转化率依然保持在90%以上,催化剂基本没有损失。4、不同Cu-BTC含量的磁性Cu-BTC@SiO2@Fe3O4催化剂都具有良好的超顺磁性,并且磁性催化剂呈现一定的酸性。磁性Cu-BTC@SiO2@Fe3O4催化剂在1-萘酚和乙酰乙酸乙酯的Pechmann反应性能中表现出了很好催化性能,以Cu-BTC含量为50.8%的磁性50.8%Cu-BTC@SiO2@Fe3O4催化剂为例,在130℃的反应条件下,催化反应的转化率和选择性分别可达96.12%和98.31%。磁性催化剂的外磁场的分离、重复实验表明,磁性催化剂循环使用五次时,Pechmann反应的转化率可以保持在90%以上,选择性可以维持在98%左右,催化剂基本没有损失。