中文摘要：

本项目拟利用稀土离子作为节点金属离子，将金属酶活性部位的无机模拟物如金属卟啉或希夫碱作为连接单元引入到MOF材料的孔壁中，使之具有与小分子结合、活化、反应的活性部位，成为具有活化催化小分子功能的MOF材料。通过调节连接单元的尺寸及形状，改变稀土离子上所结合的辅助配体，得到具有不同孔道结构的MOF材料，研究结构对金属配合物的催化行为的影响，将其催化行为相应的金属酶的性质相比较，进行仿生设计研究，为进一步设计新的具有催化性能的MOF材料提供依据。

结论摘要：

本项目以金属酶的活性部位无机模拟化合物为起点，引入可修饰的多齿配体，采用稀土元素作为节点金属离子，在无机模拟物的特定位置与节点金属进行配位，通过自组装等手段，调控得到金属有机骨架化合物的结构，研究其气体吸附性质和催化小分子活化及催化有机化学的基元反应等性质，获得一些具有气体选择性吸附特性和高催化反应性及选择性（位点和形状）的MOF材料。在执行研究计划的三年中，我们较好的完成了既定目标1）我们采用Meso-5, 10, 15, 20 -四(对/间羧基苯基) 卟啉的金属配合物作为单体，利用具有催化性能的金属钌、锰离子作为卟啉的中心离子，通过卟啉环meso位苯基上的羧基取代基与稀土离子相结合，得到具有稳定结构MOF材料；2）通过调节羧基取代基位置、所用溶剂、反应温度以及降温方式等条件可以得到具有二维、三维结构的金属有机骨架材料；3）对两种MOF材料Sm(Ru(3-TCPP)CO)以及Sm3(Ru(4-TCPP)CO)2Cl进行比表面积的测试，比表面积达416.2 m2/g，达到卟啉骨架MOF材料的水平，发现其对CO2具有选择吸附性；4）选择间位二甲酸酯基团取代的苯甲醛（5-甲酰基间苯二甲酸二甲酯）结合对位或者间位甲酸酯取代的苯甲醛（4-甲酰基苯甲酸甲酯或3-甲酰基苯甲酸甲酯），成功制备了六种新颖的带有羧基苯基取代基的金属卟啉的单体，并进行溶剂热法制备MOF晶相材料的尝试。我们将金属酶的活性部位无机模拟化合物用于MOF材料的设计与合成，考察其催化性能和气体选择性吸附性质的同时，研究其结构对性质的影响，为设计和合成新型功能化MOF材料和它们的应用提供了新的研究对象和思路。