文献综述
金属有机骨架材料(metal-organic frame-works，MOFs)是由有机配体和无机金属离子/金属簇次级单元构筑而形成的具有无限延伸均一结构的有机－无机杂化骨架材料。因为它具有结构与功能的可调节性，成为化学界发展速度最快的研究领域之一[1]。基于有机配体与金属或金属簇配位的几何学模式，我们可以通过所需要的目标性能去构筑 MOFs 结构。MOFs 一个主要的结构特征是其具有超高的孔隙度和极高的内部比表面积，这在功能化应用例如气体存储和分离、传感、质子传导和药物缓释等领域起着至关重要的作用[2-5]。通常情况下，多孔 MOFs 显示微孔特征（﹤2nm），但是其孔径尺寸可以通过控制刚性有机配体的长度从几个埃调节到几纳米，此外，在 MOFs 材料中金属和有机配体也会具有一定的性质体现，金属的性质常常体现磁性和催化方面，而有机配体通常具有发光、非线性光学和手性等应用，或者结合了金属和有机配体的性能[6-8]。
MOF 作为一类新型的多孔材料在气体吸附方面被广泛研究着，2010 年，Yaghi 等人[9,10]介绍了 MOF-210 在 298 K 和 50 个大气压下可以吸附 74.2 wt%的 CO2；Rosi 等人[11]bio-MOF-1 在 313 K 和1 个大气压的条件下，其 CO2吸附能力达到了 5.2 wt%，通过这些数据可以看到 MOF展现了非常好的捕获 CO2的能力。MOF 在 CH4存储方面也被广泛研究着，2002 年，Yaghi 等人[12]曾系统的对一系列同构金属–有机骨架材料的甲烷吸附性能进行研究。 最近，Peng 等人[13]对 HKUST-1 的甲烷吸附进行了再次研究，发现其高的吸附能力超过了目前报道的绝大多数材料。这些研究结果显示 MOF对 CH4具有较好的存储能力，有望应用于 CH4存储应用上。
构成金属有机骨架材料可选用的功能配体居多，本论文选择1,4-苯二甲酸（BDC）作为主要配体，合成全新的金属有机骨架材料。1998年Yaghi研究组报道的第一个由羧酸基配体构筑的具有稳定孔道结构的配位聚合物标志着向羧酸基配体的[14-17]。在羧酸基配体中1,4-苯二甲酸（BDC）与4,4′-联吡啶两者都具有线性结构，但是与4,4′-联吡啶不同，1,4-苯二甲酸由于其羧基配位模式的多样性变得更加复杂。羧基配位模式通常有三种，（1）单齿配位，4-位的苯甲羧酸与金属-氧键在同一直线上。（2）双齿螯合配位，4-位的苯甲酸与两个金属-氧键形成角度的角平分线处于
同一直线上。（3）桥连配位，两个金属通过一个-O-C-O-键相桥连（如下图所示）。三种配位模式中，单齿配位模式与4,4′-联吡啶的配位模式最相似，可以得到相同结构的化合物。双齿螯合模式由于占据金属中心两个配位位点，所以可形成更多种拓扑构型。可以说，有机羧酸配体的使用，使MOFs材料的研究发生了飞跃。
本课题中，我们选用过渡金属与对苯二甲酸配体,通过水热（溶剂热）合成法合成金属有机骨架材料以及培养高质量的晶体。主要以水、DMF作为溶剂，它起到搭建骨架的作用。比较系统的研究了影响MOFs形貌、晶形、表面积、尺寸等因素。通过反复实验，不断探索，最终找到合适的溶剂、过渡金属以及能够与之匹配的有机配体。此外，我们通过控制变量的方法，探讨每一个影响实验结果的因素（温度、时间、金属与配体的比例溶剂等），从而确定晶体的最佳生长条件。
参考文献
[1]V. Guillerm, L. J. Weseliński, M. Alkordi, M. I. Mohideen, Y. Belmabkhout, A. Carns
and M. Eddaoudi, Chem. Commun., 2014, 50, 1937.
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