微纳尺度多孔金属-有机框架（MOFs）的合成及在分离检测中的应用研究

This research project will focus on design and synthesis of micro-nano sized porous metal-organic frameworks (MOFs) with functionalized interior cavity surface based on heterocycle or acyclic crown ether bridging organic ligands and metal ions.Moreover,the self-assembly and compositing of porous MOFs on matrix, such as filming and immobilizing on some certain substartes, will be explored. Furthermore, the adsorption, separation and detection for some target chemical species will be investigated and the potential micro-nano MOFs analytical materials will be screened. In addition, the formation mechanism of micro-nano with different morphology and the selective adsorption and separation mechanism will be studied. The corresponding results would provide an alternative approach for the preparation of micro-nano sized MOFs and corresponding detection devices.

本研究计划将通过调控有机配体的尺寸和结构以及无机离子配位喜好定向设计合成新型的具有预想尺寸孔穴的微纳尺度的MOFs和其在基体上的有序组装，探索其器件化(如微萃取和色谱固定相)的制备及在吸附、分离检测方面的应用；针对不同的客体底物，通过改变其有机配体上的官能团或其后修饰衍生化合成主-客体适配的内腔表面，进而实现对特定底物的选择性吸附、富集和分离检测；在此基础上，通过色谱、质谱、荧光光谱等手段对其吸附、富集和分离的效率进行表征，筛选有实际应用前景的选择性吸附、富集和分离的微纳尺度MOFs材料。不仅如此，我们还将对新的多孔MOFs进行结构和形貌表征，对其不同形貌的形成机理和其吸附富集、分离的机理进行初步探讨。该研究将为微纳尺度的多孔MOFs合成方法学、器件化及在分离检测方面的应用研究提供新途径。

“微尺度多孔金属-有机框架(MOFs)的合成及在分离检测中的应用研究”项目在微尺度多孔金属-有机框架(MOFs)设计合成和性质方面做了系统的研究工作，合成了一系列微纳尺度的MOFs，并考察反应条件等对MOFs的尺度大小的影响，探讨了其在有机小分子、无机物及细胞内某些与疾病相关的小分子活性物种等在分离、传感方面的性质。. 除完成了申请书的既定任务目标外，我们有效地拓展了基于MOFs的主客体化学，探讨了MOFs负载客体组分如金属纳米颗粒的复合材料的制备及在有机多相催化中的应用；制备了含有纳米尺寸MOFs(NMOFs)的自支撑高分子薄膜及气凝胶，并考察了其在有机染料的吸附分离及作为催化反应器的应用；考察了NMOFs在药物负载、靶向肿瘤治疗方面应用。在MOFs相关研究的基础上，利用基金的支持，我们尚开展了共价有机框架（COFs）的相关内容的探索，在基于微纳尺度的COFs的异相催化、CO2的富集及催化转化等方面初步取得了一些进展。