金属配位聚合物的研究现状_武文

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配位聚合物的应用研究

研究组姓名

选题意义

配位聚合物（coordination polymers）是有机配体与金属离子通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的晶体材料。它结合了复合高分子和配位化合物两者的特点，是一类具有特殊性质的杂化材料。作为新型功能性分子材料，配位聚合物的设计与合成，结构及其性能的研究越来越受到各个领域科学家的重视，形成了跨越多个学科的热点研究领域。报告内容

具有三维空旷网络结构的金属有机骨架材料（metal-organic framework，MOFs）是一种稳定的配位聚合物材料。MOFs材料在溶剂分子脱除后能保持骨架结构稳定，具有超大的比表面积和孔体积。稳定性的提高大大拓展了MOFs材料的应用领域，成为MOFs材料发挥其特殊性质的基础。MOFs材料可以用于类分子筛载体、气体存储和分离、非线性光学、分子磁体、手性拆分、发光材料、光电转化、催化等众多领域。其中MOFs在多相不对称催化和光催化领域的应用由于其重要性逐渐受到科学家的重视。

使用具有手性催化活性的有机分子作为配体，可以得到具有手性催化活性的MOFs材料。这是一种特殊的多相化方式，催化剂负载量大，活性中心均匀分布，开放的孔道有利于底物与活性中心接近。在手性催化中具有重要应用的卟啉、席夫碱、联萘配体都已成功合成了MOFs材料，而且材料具有较好的手性选择性。以光学纯的手性酒石酸衍生物为配体，合成具有手性孔道的MOFs材料，不仅可以成功地拆分外消旋的配位化合物，而且还成功实现了对酯交换反应的不对称催化作用。

理论计算表明，MOFs材料也是一种合适的半导体材料，能带带隙在1.0到5.5eV之间。有机部分吸收光子的能量，能够发生从有机到无机部分的电荷转移。从而像半导体一

配位聚合物Cu(phth)2(H2o)2的合成、晶体结构与热重、荧光性质

硝酸铜、邻苯二甲酸均为分析纯试剂。用在室温（９）２１下共收集到衍射点２４个，Ｋ０其中独６
ＦｎａＡ１１ｉｉｎＥ１２型元素分析仪测定化合物中ｃ立衍射点１２个，ｎｇ、２晶体结构用直接法解出，４对全部
摘
要：采用Ｃ（Ｏ）３：ｕＮ・Ｈ０和ｐｔ（ｈ邻苯二甲酸）ｈ混合反应得到了配位聚合物Ｃ（ｈ）（：）。ａｐｔ：Ｈ０：ｈ
通过元素分析、红外光谱、荧光光谱等对配合物进行了表征。用ｘ射线单晶衍射仪测定了配合物的晶体结构。配合物为单斜晶系，（）ｃ１／空间群。晶胞参数日＝．３５１）／６．４（）ｒ，＝０８８９（７ｒｍ，＝１４４１３／ｃｉａ
收稿日期：０７— ９０２００ — ２
基金项目：国家８３高技术研究发展计划资助项目（０３Ａ６１００— ６２０Ａ００１０４—０）；苏省新世纪学科带头人基金资助项目２江（０１３）；２００３镇江市社会发展项目（Ｈ０５６）Ｓ２００３作者简介：武文（９９一）１６，男，博士研究生，研究方向：功能配合物，Ｅｍｉｈｎｗｗｎ１６ｃｍ。 — ａ：ｃｉａｕｅ＠２．ｏｌ通讯作者：谢吉民，教授，博士生导师，Ｅｍｉｉｍ＠ｕｄ．ｎ — ａ：ｘｊｊｕｃ。ｌｅ＆ｅ

金属配位聚合物的制备及其催化性能研究

金属配位聚合物是由金属离子和有机配体通过配位作用所形成的化合物。近年来，随着催化剂的应用不断发展，金属配位聚合物也逐渐成为了化工领域的研究热点。通过对不同金属离子和配体的选择及其配位方式的控制，可以制备出不同结构和性质的金属配位聚合物，以及应用于不同领域的催化剂。本文将从金属配位聚合物的制备方法、结构特征及催化性能等方面进行探讨。

一、金属配位聚合物的制备方法

1. 溶剂热法

溶剂热法是制备金属配位聚合物的一种常用方法。该方法以有机配体为溶剂，

在高温高压下将金属离子与有机配体进行配位反应，从而制得金属配位聚合物。

以铜离子和苯胺配体为例，具体制备方法如下：将铜盐和苯胺按一定比例混合，在甲醇溶液中加热，经过一定的时间和温度后，产生沉淀，即得到铜-苯胺配合物。其化学反应式可表示为：CuCl2·2H2O + C6H5NH2 → [Cu(C6H5NH2)2]Cl2。

2. 水热法

水热法是利用高温高压反应体系，在水热条件下进行的一种制备金属配位聚合

物的常用方法。该方法可通过调节反应条件，控制金属离子和有机配体之间的配位方式，从而得到不同形态和性质的金属配位聚合物。

以铁离子和苯甲酸配体为例，具体制备方法如下：将铁盐和苯甲酸按一定比例

混合，在水热条件下加热反应，待完全反应后，冷却至室温后得到红色晶体，即铁-苯甲酸配合物。其化学反应式可表示为：FeCl3·6H2O + C6H5CH2COOH →

[Fe(C6H5CH2COO)3]。

3. 共沉淀法

共沉淀法是一种简单易行的制备金属配位聚合物的方法。该方法通常将金属盐

金属有机多孔配位聚合物的研究进展

多孔材料在物质分离、气体储存和异相催化等领域有着广泛的应用。传统的无机多孔材料包括硅藻土和沸石等天然多孔材料和名目繁多的（如，活性炭、活性氧化铝、蛭石、微孔玻璃、多孔陶瓷等）人工多孔材料。天然无机多孔材料的结构类型有限，人造无机多孔材料虽然可克服这一缺点（通过改变制备工艺，人们可以制备从微孔、中孔到大孔等各类多孔材料），但是人造多孔材料的缺点是无法获得均匀孔结构。近年来"无机!有机杂化配合物作为一种新型的多孔材料引起了人们的广泛关注。人们将这种配合物定义为金属有机类分子筛"其孔洞处在纳米的数量级" 又称纳米微孔配位聚合物，这类材料的功能可以通过无机物种或有机桥联分子进行调节，过渡金属可以将其还原转化为沸石性主体，从而产生一些有趣的具有磁性和光谱特性的孔洞，而有机物质可以调节孔道尺寸、改变孔的内表面，还具有化学反应性或手性，可以弥补传统分子筛的许多不，在异相催化、手性拆分、气体存储、离子交换、主客体化学、荧光传感器以及光电磁多功能材料等领域显示出良好的应用前景。

和无机多孔材料相比，这类分子材料具有（1）结构多样性：MOFs是由金属离子（node）和有机配体（linker或spacer）通过配位键形成的配位聚合物，有机配体分子的多样性和金属离子配位几何的多样性导致了它们构成的配位聚合物结构的多样性（2）分子设计和分子剪裁的可行性：调节有机配体的几何性质和选择不同配位几何的金属离子可调控配位聚合物孔的结构（3）制备条件温和：在常压或几十个大气压，200度左右或更低的温度下反应等优点，因而对MOFs 的研究备受化学和材料科学工作者的关注。

金属有机配位聚合物的制备及其性能的测试

南京航空航天大学硕士学位论文

摘要

金属-有机配位聚合物是由金属中心离子与有机配体自组装而形成的。金属-有机配位聚合物新颖的多样结构导致其许多特殊的性能。由于含硫芳基多齿配体本身结构的多样性，在与金属离子配位时，可以组装出结构新颖和功能独特的配合物。它们表现出不同寻常的光、电、磁等性质，在非线性光学，磁性和催化材料等方面具有潜在的应用前景。

本课题为含硫金属-有机配位聚合物的合成和性能表征。文中对到目前为止的金属-有机配位聚合物的研究成果进行了系统的总结。本论文分别以对苯二胺和对苯二酚为有机小分子，与二硫化碳在碱性条件下反应，在反复实验的基础上，找到了合适的反应条件，冷凝回流合成出了以硫为配位原子的有机配体。用均相法和溶剂热合成法，将生成的配体与过渡金属在含有表面活性剂的条件下混合发生配位反应，制备了相应的含硫过渡金属配位聚合物，考察各反应因素对配位聚合物形貌的影响。最后，通过FTIR，EDS，SEM，TEM，紫外-可见等分析手段对配体和配合物进行表征，发现所合成的镉(Ⅱ)配位聚合物具有半导体的性质。

关键词：金属-有机配位聚合物，溶剂热合成，二硫化碳，配体，表征

ABSTRACT

Metal-organic coordination polymers are a type of self-assembly formed by organic ligands and metal ions. Diversified structures of the coordination polymers result in unusual properties of the novel materials. Duo to the structure multiformity of multidentate organic ligand with the sulfur and aryl, they can assemble out complexes of novel structures and unique fuctions if coordinated with metal ions. They have shown distinctive optical, electrical, and magnetic properties, thus they have a potential applied prospect in nonlinear optics, magnetic and catalytic materials.

配位聚合物的研究进展

吸附与分离、传感器、药物缓释、催化反应等领域都有很好的应用前景，最令人振奋的是其作为孔材料在储氢应用方面的研究取得了重要的进展。
收稿日期：２０１７— ０２—１５作者简介：苑蕾（１９８３～），女，硕士，中级实验师，主要从事无机化学实验教学方向的研究，Ｅ— ｍａｉｌ：１８３５３３６０６＠ｑｑ．ｃｏｎｒ
方法及结构和性能上的特点，并详细评述了配位聚合物的研究进展。
关键词
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎＰｏｌｙｍｅｒｓＹｕａｎＬｅｉＺｈａｎｇＪｉｎｇｙｕＦｕＸｉａｏｗｅｉＺｈａｎｇＬｉｎ
Ⅱ 墼金
１．１从空间维度角度分类
ｗｏｒｋｓ（ＭＯＦｓ），是由有机配体和中心金属离子以配
位键的形式通过超分子自组装形成的具有一维、二维
从结构上来看，大量具有丰富的空间拓扑结构的配位聚合物被合成：零维配位聚合物通常都有丰富的氢键，在超分子形成中起主要作用，包括多边形，多面体等；一维链状结构通常在链间由氢键或盯一耵相互作用连接，包括直链、双链、ｚｉｇｚａｇ链、鱼骨链等，；二维网状结构主要包括正方型或长方型、双层结构、蜂窝型、砖墙型、鲱骨型；三维结构更为复杂，稳定性也相对高，有简单的立方型、八面体和类八面体结构、金刚石结构，贯插结构等 “Ｊ。

金属配位聚合物的研究现状

金属配位聚合物以其复杂多变的空间结构和电子结构以及由此产生的电、等物理化学性质、能磁功及多方面的应用前景引起了各国科学家的极大重视。因此，进了物理、促化学和材料科学三大学科之
是一个非常典型的例子Ｉ］－。这个晶体结构是由一ｓ
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２００７年５月第２５卷第３期
安徽教育学院学报
ＪｕｎｌｆＡｎｕｎｔｔｔｆｕａｉｎｏｒａｏｈｉｓｉｅｏＩｕＥｄｃｔｏ
Ｍａ．２７ｙ００
Ｖｏ１５ＮＯ３．２．
地加强了体积庞大的ＢＢ基团，Ｔ独立的维持刚性不
间的交叉和渗透，为各国科学家研究的热点。成
目前国外许多著名学得如法国的Ｌｈ，国的ｅｎ美
Ｙａｈ，ｕｉｔ、国的Ｍｕｌｒ意大利的Ｃａｉ澳ｇｉＺｂｅａ德ｌ、ｅｉｎ、洲的Ｒｏｓｎ日本的Ｆｊａ韩国的Ｋｉ等研究组ｂｏ、ｕｉ和ｔｍ
在两个苯环相到占有紧密连接在一起的ＢＴＢ基团间有六个ＣＨ的堆积作用（．９。在这个－３６Ａ）

配位聚合物的构建及其性质研究

一、前言

配位聚合物作为一种新型的有机-无机杂化材料，具有着无数的应用前景。随着有机合成方法和无机化学的进步，越来越多的配位聚合物被制备出来并使用在不同的领域中。本文将会着重阐述配位聚合物的构建以及其性质研究。

二、配位聚合物的构建

配位聚合物的构建可以根据用于构建的化合物不同而分为两类，即单个大分子形成的配位聚合物和寡聚物/低分子形式的配位聚合物。

1.单个大分子形成的配位聚合物

单个大分子形成的配位聚合物通常使用刚性的双齿联位配体和过渡金属离子组合而成。该配位聚合物具有高度的形状稳定性和热稳定性，并在催化、荧光探针等方面具有重要应用。

取不同类别的双齿联位配体，如Biim、Triim等，与过渡金属离子Zn2+、

Cu2+、Ni2+等相配合即可构建出单个大分子形式的配位聚合物。实验条件中一般采用无水条件，以配体和过渡金属离子在无水环境下形成配合物，然后形成单个大分子配位聚合物。

2.寡聚物/低分子形式的配位聚合物

寡聚物/低分子形式的配位聚合物包括有机方硝基化合物、荧光分子、硝基苯酚等配体与铜离子、锌离子等过渡金属离子所组成的配位聚合物。该种配位聚合物在材料学、生化学以及荧光分析等领域中被广泛应用。

该种配位聚合物的合成方法一般采用直接混合法。利用有机方硝基化合物等化

合物作为配体，与过渡金属离子进行直接混合，即可得到寡聚物/低分子形式的配

位聚合物。

三、配位聚合物的性质研究

1.光电性质

配位聚合物具有良好的光电性质，一般使用紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和荧光光谱等波谱技术进行研究。在UV-Vis吸收光谱中，常使用透射率和吸收度表示

配位聚合相关研究

配位聚合是指在分子内部或分子间通过化学键形成的聚集态结构。这种结构由多个配位基团通过配位键连接而成，具有一定的稳定性和特定的结构。配位聚合在材料科学领域具有广泛的应用前景，可以用于构建新型材料，改善材料性能，并且还有助于研究分子之间的相互作用和自组装规律。

配位聚合的研究始于20世纪60年代，早期主要针对金属离子和有机配体的配位聚合进行研究。随着研究的深入，人们发现不仅金属离子和有机配体可以形成配位聚合物，还有一些非金属离子和配体也可以进行配位聚合反应。此外，人们还发现一些具有特殊结构的分子，如巨螺烯、碳导线等也可以通过配位反应进行聚合。

在研究中，人们发现配位聚合可以通过几种不同的方式进行。其中一种是通过配位键直接将配位基团连接起来。这种方式常用于金属离子和有机配体之间的配位聚合。另一种方式是通过共价键将配位基团连接起来。这种方式常用于非金属离子和配体之间的配位聚合。此外，还有一些特殊的配位聚合方式，如π-π配对聚合、π-胶束聚合等，这些配位聚合方式可以产生具有特殊性能的聚合物。

配位聚合在材料科学中有广泛的应用。例如，通过在聚合物中引入金属离子和有机配体，可以调节聚合物的结构和性能，在催化、传感、光学等领域具有很多应用。此外，配位聚合还可以用于构建新型材料，如金属-有机框架材料（MOF）、配位聚合物材料等，这些材料具有高度可控性和调节性能，为材料

科学研究提供了新的途径。

除了材料科学领域，配位聚合还有助于研究分子之间的相互作用和自组装规律。通过研究配位聚合物的结构和性质，可以揭示分子之间的相互作用，深入理解分子的结构和功能之间的关系。此外，配位聚合还可以用于构建二维、三维网络结构，研究自组装规律和纳米尺度的材料。

亲金属相互作用调控金属配位聚合物的构建和应用

近年来，无机金属配位聚合物已经成为一个成功的聚合物生物材料的设计领域，它的应用延伸到药物输送、纳米材料、质子交换膜和酶催化剂等领域。这些聚合物具有复杂的结构，可以控制其对电子，磁性，热学和光学性质的反应环境。与其他共聚物相比，这些金属配位聚合物具有更多的高级功能，如自组装，调控亲金属相互作用（CMI），生物可分解和缓和毒性。因此，调控亲金属相互作用以控制结构，功能和性能的研究一直受到科学家们的极大关注。

亲金属相互作用调控金属配位聚合物的构建涉及金属的拆分和

组装过程，以及构建适当的单基体结构。金属配位聚合物可以使用不同的复合方法合成，例如水热法，化学气相沉积法，溶剂热法，助剂辅助合成法，溶剂乳化法和超声反应法。化学计算技术也可以对构建过程进行计算和模拟，以指导合成的操作。此外，金属-配位聚合物

可以通过环境（如碱性和碱度），选择性抑制催化剂和光照等刺激条

件来调控亲金属相互作用，从而实现构建多种功能金属配位聚合物。

在应用方面，亲金属相互作用调控金属配位聚合物可以用于药物输送，生物检测，纳米电子和磁性材料，国际热反应，质子交换膜和酶催化剂等领域。例如，金属-配位聚合物可以用作抗毒素剂，可以

用于抗菌，抗病毒，抗肿瘤，抗真菌等。此外，这些金属配位聚合物还可以用作纳米药物载体，用于识别和检测蛋白质，抗氧化剂和催化剂，以及用于传感和荧光检测的材料。

总之，调控亲金属相互作用构建金属配位聚合物可以实现灵活控

制多种功能材料的合成，为药物输送，生物检测，纳米电子和磁性材料等领域带来潜力和可能性。对于潜在的应用，我们需要开展大量的研究来提高新材料的效率，稳定性和活性。

Cd(Ⅱ)金属有机配位聚合物的设计合成、结构研究

研究内容：

1.前言

2.实验部分

3.数据分析

4.结果与讨论

研究方法、手段及步骤：

1.利用溶剂热反应合成金属有机配位聚合物

2.表征

3.性质分析

参考文献：

[1] 孟庆金，戴安邦. 配位化学的创始与现代化. 高等教育出版社,1998.

[2] 金斗满, 朱文祥. 配位化学的研究方法[M]. 北京: 科学出版社, 1996.

[3] 游效曾. 配位化合物的结构和性质. 科学出版社第二版，2011.

[4] 王小峰. 基于次级结构单元微孔金属-羧酸框架化

合物的构筑及性质[D]: [博士学位论文]. 广州：中山大学，2008.

[5] Wang X Y, Wang L, Gao S, et al. Solvent-Tuned

Azido-Bridged Co2+ Layers: Square,

Honeycomb, and Kagomé[J]. J. Am. Chem.

Soc., 2006, 128 (3): 674–675.

[6] Zhu A X, Liu Yan, Zhang W X. Isoreticular 3D

zinc(II) frameworks constructed by unsymmetric 1,2,4-triazolate ligands: Syntheses, structures,

and sorption properties[J]. Inorganic Chemistry Communications, 2013, 30:88-91.

金属镍-有机配位聚合物的合成、结构表征及性质研究的开题报告

金属镍-有机配位聚合物的合成、结构表征及性质研

究的开题报告

一、选题背景

金属有机配位聚合物具有良好的储能、光电、催化等性质，在化学、材料科学等领域有广泛的应用价值。其中，金属镍-有机配位聚合物以其

独特的结构、稳定性和多样性备受关注。近年来，研究者们对镍-有机配

位聚合物的合成、结构表征及性质研究进行了深入探究，已经在催化、

氧化还原、光催化、传感等领域得到了广泛应用。

二、研究意义

金属镍-有机配位聚合物具有调控性能的优越特性，研究其合成、结构及性质对于实现材料多功能性的提升、拓展材料应用领域具有重要意义。此外，对金属有机配位聚合物的研究还可为新型催化剂、光衍射反

应器、高效传感器等的开发提供理论基础和实验依据。

三、主要内容和研究方法

本研究将以镍离子与多种有机配体在不同条件下的反应为研究对象，建立金属-有机配位聚合物模型，并对模型的晶体结构、热稳定性、溶解度、催化性能等进行研究分析，探讨所合成金属-有机配位聚合物的结构

与性质之间的关系。具体研究方法包括：配合物的合成、单晶X射线衍射、核磁共振谱、红外光谱、热重分析、循环伏安法等技术手段。

四、预期研究结果

通过研究镍-有机配位聚合物的结构特点与性质之间的关系，可以对其性能进行调控和优化，可望实现材料多功能性的提升，为新型催化剂、光衍射反应器、高效传感器等的开发提供理论基础和实验依据。

配位聚合物材料的合成与性能研究

配位聚合物材料的合成与性能研究随着科学技术的不断发展，新材料的研究成为了各个领域的研究重点之一。配位聚合物作为一种新型的材料，其独特的结构和优异的性能吸引了众多科学家的关注。本文将介绍配位聚合物材料的合成方法和性能研究进展。

一、配位聚合物的定义及特点

配位聚合物是一种由配位键架构起来的高分子材料，其主要特点是分子结构重复出现的均质网络结构。配位聚合物的分子结构有规律，晶胞中的分子大多数是通过同种或不同种的化学键相互连接而成。这种材料具有结构可控性强、具有压缩性等特点，并且可以被用于催化、气体存储和电化学储能等领域。

二、配位聚合物的合成方法

目前，常见的配位聚合物合成方法主要有两种：一种是配体自组装合成方法，即利用配体之间的自组装特性实现配位聚合物的合成；另一种是金属有机框架化合物反应法，即通过将无机金属离子和有机配体进行配位反应，从而形成具有网状结构的配位聚

合物。这两种方法均可在常温常压下进行，环保健康，适用范围广。

三、配位聚合物的性能研究

配位聚合物作为一种新型的材料，其性能表现主要包括结构、

物理和化学性质。在学术界和工业界中，对其性能的研究主要围

绕以下领域展开。

1. 催化性能研究

配位聚合物可作为催化剂应用于各种催化反应中。在传统的催

化反应体系中，配位键环境对反应物分子的吸附产生了显著影响。通过合理的设计和选用合适的金属离子和配体，形成高效的催化剂，提高反应效率和选择性。

2. 气体存储性能研究

配位聚合物作为一种具有特殊孔结构的材料，可用于气体的吸

附和存储。在气体存储领域，研究人员主要关注的是配位聚合物

金属配位聚合物的合成与结构性质研究

近年来，金属配位聚合物（Metal-Organic Polymers，简称MOPs）作为一类新

型的功能材料受到了广泛的关注。它们由金属离子和有机配体通过配位键连接而成，具有丰富的结构多样性和优异的性能。本文将探讨金属配位聚合物的合成方法以及其结构性质的研究进展。

一、金属配位聚合物的合成方法

金属配位聚合物的合成方法多种多样，常见的包括溶剂热法、溶剂热反应法、

溶剂热溶胶法、溶胶热溶胶法等。其中，溶剂热法是一种常用的合成方法，通过将金属离子和有机配体在有机溶剂中反应，形成晶体或凝胶。这种方法具有简单、高效的优点，能够合成出高度结晶的金属配位聚合物。

另外，溶剂热反应法是一种将金属离子和有机配体在高温高压条件下反应的方法。这种方法能够合成出具有较高孔隙度和表面积的金属配位聚合物，具有较好的气体吸附和储存性能。溶剂热溶胶法和溶胶热溶胶法则是通过将金属离子和有机配体溶解在溶剂中，形成溶胶后再通过热解析的方式制备金属配位聚合物。这两种方法能够合成出具有较高孔隙度和表面积的金属配位聚合物，具有广泛的应用前景。

二、金属配位聚合物的结构性质研究

金属配位聚合物具有丰富的结构多样性，其结构性质的研究主要包括晶体结构

分析、孔隙结构表征以及物理性质测试等方面。

晶体结构分析是金属配位聚合物研究的重要内容之一。通过X射线衍射技术可以确定金属配位聚合物的晶体结构，包括晶胞参数、晶体对称性以及金属和有机配体的配位方式等。晶体结构分析的结果对于理解金属配位聚合物的形成机理以及性质起到了关键作用。

新型金属_有机骨架配位聚合物_MOF_的研究进展

新型金属-有机骨架配位聚合物（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）是一种由金属离子或金属簇与有机配体之间通过配位键连接而形成

的具有可调控的高度排列有序孔道结构和特定物理性质的晶体材料。MOFs

在储能、吸附分离、催化等领域具有广泛的应用前景，因此近年来受到了

广泛的研究。

首先，研究者在MOFs的合成和结构调控方面取得了重要进展。传统

的MOFs合成方法主要基于溶剂热法，但这种方法由于反应条件严格，合

成周期长等问题限制了MOFs的进一步应用。近年来，研究者开发了一系

列新的合成方法，如溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等，这些方法不

仅合成周期短，而且允许在合成过程中引入功能化的功能基团，从而进一

步增强MOFs的特性和功能。

其次，研究者在MOFs的结构调控和功能化方面取得了重要突破。MOFs的孔道结构可以通过选择合适的金属离子和有机配体、调节反应条

件等方法进行调控。例如，研究者通过调节金属离子的份额和有机配体的

长度，可以在MOFs中形成不同孔径和形状的孔道结构。此外，研究者还

通过在有机配体中引入特定的功能基团，可以赋予MOFs特殊的物理性质

和化学活性。这些结构调控和功能化方法进一步扩展了MOFs的应用领域。

与此同时，研究者还广泛探索了MOFs在能源转换和储能领域的应用。MOFs具有高表面积和可调控的孔道结构，因此可以用作气体吸附剂、催

化剂和电池材料等。例如，研究者开发了一种基于MOFs的超级电容器，

利用其高表面积和金属离子之间的可逆嵌入/脱嵌反应，实现了高能量密

金属配位聚合物的可控合成与性能调控研究

金属配位聚合物的可控合成与性能调控研究金属配位聚合物（metal-organic polymers, MOFs）是一类由金属离

子与有机配体通过配位键形成的大分子网络结构，具有多种应用潜力，例如催化剂、气体储存和分离材料等。近年来，研究人员对金属配位

聚合物的可控合成与性能调控进行了大量研究，取得了显著的进展。

一、可控合成方法

1. 模板法

模板法是一种常用的合成金属配位聚合物的方法。在该方法中，研

究人员首先选择一种模板化合物，如有机小分子或胶体微球，然后通

过适当的配位反应将金属和有机配体与模板化合物结合形成金属配位

聚合物。这种方法可以控制金属配位聚合物的形貌和结构。

2. 水热法

水热法是一种常用的合成金属配位聚合物的方法。在该方法中，研

究人员将金属离子与有机配体以适当的比例混合，在高温高压的水热

条件下反应一段时间，形成金属配位聚合物。这种方法通常具有反应

时间短、温度易于控制等优点。

二、性能调控方法

1. 添加功能配体

通过在金属配位聚合物的合成过程中添加具有特定功能的配体，可

以对其性能进行调控。例如，添加具有吸附性能的功能配体可以提高

金属配位聚合物的气体储存和分离能力；添加具有催化性能的功能配体可以提高金属配位聚合物的催化活性。

2. 调控金属离子的配位环境

金属离子的配位环境对金属配位聚合物的性能具有重要影响。通过调控金属离子的配位环境，如溶剂选择、温度控制等，可以改变金属配位聚合物的结构和性能。例如，在高温条件下合成金属配位聚合物可以提高其催化活性。

三、研究进展与应用展望

近年来，金属配位聚合物的可控合成与性能调控研究取得了显著进展，并在多个领域展示出潜在的应用价值。例如，在催化剂领域，金属配位聚合物可以作为高效的催化剂用于有机反应的催化转化；在气体储存和分离领域，金属配位聚合物可以作为高性能的气体储存和分离材料。