随着社会的发展、科技的更新进步,开发新型功能材料已成为能源领域及材料领域研究关注的热点。金属有机骨架材料作为一类新型无机有机晶态杂化材料,其大的比表面积,可调控的骨架结构及丰富的化学组成使其在气体吸附、储存、发光、传感等众多研究领域展现了多样的功能性。目前金属有机骨架材料的研究热点主要集中于设计合成具有目标功能的MOF材料以及开发拓展MOF材料在新研究领域的应用。本论文的研究主要集中在合成新颖的光活性有机配体,通过溶剂热合成方法,选择不同类型的金属离子,构筑具有不同结构特色和物理化学性质的可见光响应MOF材料,研究这类材料的光吸收、光生电荷特性、在多种光催化反应中的性能和机理,以及探索MOF材料在其他领域的应用,主要研究成果如下：1.我们利用刚性共轭蒽基二羧酸配体（H₂L）与六核锆氧簇通过溶剂热方法构筑了一个双重互穿具有UIO拓扑结构类型的锆基金属有机骨架化合物（1,[Zr6O4（OH）₄（L）6]·6DMF）。化合物1不但具有高的比表面积及孔隙率,同时具有高的化学稳定性和热稳定性。由于光活性共轭蒽基配体的引入,化合物1在可见光区具有一个宽谱带的吸收,其吸收带边位于650nm左右。表面光电压测试说明化合物1在可见光激发下具有光生电荷特性,表明化合物1的潜在光催化性质。我们测试了以化合物1作为可见光光催化剂在二氧化碳光还原产生甲酸根反应上的效果。化合物1在反应中体现了高的光催化活性,其中甲酸根离子平均生成速率可达到183.3μmol/h·mmolMOF。光催化实验和原位电子自旋共振谱研究表明化合物1在可见光催化二氧化碳还原反应中存在双重催化路径：一种路径为通过配体到金属的电荷转移过程将锆基金属氧簇敏化,在金属簇上完成二氧化碳分子的还原。另一种路径为直接通过蒽基配体实现二氧化碳分子的还原。这两种催化路径的存在使得化合物1相较于已经报道的锆基MOFs可见光催化剂展现了更高的催化效率。该研究表明引入光活性有机配体是一种构筑可见光响应MOF光催化剂直接有效的策略。2.考虑到化合物1具有宽谱带可见光吸收以及可见光激发光生电荷的特性,我们设计了以化合物1作为非均相光还原剂、铜配合物作为催化剂的两相光催化聚合体系,首次研究了MOF材料在光引发原子转移自由基聚合反应中的应用。在室温520nm可见光激发下,化合物1可以将反应体系中的非活性二价铜配合物通过电子转移过程原位还原成具有催化活性的一价铜配合物,从而引发对甲基丙烯酸酯类单体的可控聚合。该方法所制得的聚合物具有较窄的分子量分布,同时链端活性基团的保留可以使得聚合反应随着单体的加入继续进行。聚合反应的开启与停止可以通过简单的控制光源来实现。该工作为光活性MOF材料在光引发可控自由基聚合领域的应用提供了新的思路。3.利用共轭蒽基配体（H₂L）和金属锌离子与钠离子在溶剂热条件下构筑了一例新型双金属三维微孔金属有机骨架化合物（2,[ZnNa2（L）₂（DEF）₂]·DEF）,化合物2结构中蒽基配体通过π-π相互作用形成了一个无限延展的一维“之字链”状排列,这种配体排列方式为化合物2提供了电荷传输路径,使该MOF具有一定的电子传导能力,单晶样品测试表明该MOF化合物具有电导性质,同时展现了电致发光性质。由于共轭蒽基配体的引入使得化合物2在可见光区具有较宽的光吸收带,其吸收带边位于600nm。表面光电压与电子自旋共振谱测试表明化合物2光生电荷行为来源于有机配体的光生自由基。进一步通过有机染料降解实验证明化合物2具有可见光光催化活性。该工作对使用光活性共轭蒽基配体构筑多功能MOFs化合物具有一定借鉴意义。4.利用柔性荧光四酸配体H4Lb与金属离子(In³⁺与Cd_<sup>2+)通过溶剂热方法合成了系列超分子构象异构化合物3-8。（Me₂NH₂）[In（Lb）]·DMF （3）（Me₂NH₂）₂[In₂（Lb）₂]·（DMF）₃·（H₂O）₂ （4）（Me₂NH₂）₄[Cd₂（Lb）₂]·（DMF）₂ （5）（Et₂NH₂）₂[Cd（Lb）]·H₂O （6）（Et₂NH₂）₃[Cd₂（Lb）₂]·（DEF）₂·（H₂O）₄ （7）（Et₂NH₂）₃[Cd₂（Lb）₂]·（EtNH₂）₂·（H₂O）₂ （8）这些化合物具有相似的二维层状结构以及相同的（4,4）网格拓扑链接。根据化合物3-8骨架组成与结构特点,这些化合物形成了两组构象超分子异构体（骨架组成相同,配体构象不同）。在这些超分子异构体当中多达14个不同的配体构象被观察到,表明多重单键的组合能够极大的增强配体的柔性、丰富配体的可变构象,利于配位聚合物构象超分子异构体的合成。同时这些构象超分子异构体展现出了不同的发光行为,发射光谱可从蓝光区红移至绿光区,发射峰位移达100nm。