金属-有机框架（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）是由金属离子与有机配体通过配位键形成的三维框架材料，研究涉及配位化学、合成化学、结构化学与材料化学等基础学科的前沿交叉领域。因其结构的复杂多变、孔道尺寸可调、功能性质多样等特点，在清洁能源、工业催化、荧光传感、药物传递等领域都有重要的应用前景。例如，通过利用多齿有机配体构筑金属-有机框架三维结构，能够减少由于分子的旋转和振动导致的非辐射弛豫，发挥稀土离子作为发光中心单色性好、寿命长等特点，同时结合有机配体作为能量传递的天线，进而开发新型发光材料。利用高核金属簇构筑的磁性金属-有机框架，能够集合多核簇的高磁密度和多维配合物的高稳定性，开发新型磁功能材料。而利用经过设计的MOFs材料的特殊框架与孔道结构、丰富的酸性位点等特点，则可以作为兼具协同催化和循环再生性能的新型高效催化材料。
本成果围绕MOFs的合理设计、可控合成和性能调控的科学问题，开展了深入系统的研究。主要科学发现如下：
1.以发光功能为导向，基于双发光中心的混合稀土金属策略制备了混合稀土金属-有机框架荧光探针，成功实现了其对有机小分子混合物的高选择性定量检测，研究了主-客体间的相互作用对混合稀土金属-有机框架内不同组分间能量传递的影响。
2.以磁功能为导向，率先开展以高核稀土金属簇为节点组装成金属有机框架结构的分子磁制冷研究，获得首例多功能稀土沸石材料，其磁熵变处于目前国际报道的最大值之列，并且耐强碱，为分子磁制冷材料走向应用提供了基础。(www.xing528.com)
3.以催化功能为导向，提出了金属-有机框架与CO2分子之间的多位点相互作用机理，通过动力学与热力学手段在分子层面精确调控配位键的打开与重构，将离散纳米笼组装为金属-有机框架高维结构，显著提高了CO2吸附量，将金属纳米颗粒包覆在金属-有机框架中，获得了将CO2高效吸收-转化一步完成的双功能可再生复合催化剂。
成果完成人：程鹏、赵斌、师唯、马建功
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