金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks，MOFs）是一类新型的多孔晶体材料，由金属节点和有机配体通过自组装形成。MOFs具有高比表面积，组成和结构可调，骨架易功能化等优点。这些特性使得MOFs材料在吸附分离领域具有广阔的应用前景。为了实现高效地吸附分离，吸附载体除了需要具有合适的孔结构，还应具有特殊的活性位点。本论文利用MOFs中金属节点或有机配体上的活性位点，通过与目标物质发生主—客体作用，研究了MOFs作为吸附剂在吸附分离金属离子、医疗药物、有机农药、多肽分子和含顺式二醇的生物分子方面的应用。主要研究内容与创新点概括如下:　　(1)开发了一种新颖的，变贵金属废弃物为宝的方法，制备了硫脲基团修饰的MOFs(UiO-66-Tu)，用于回收以及固定贵金属。新型的UiO-66-TU能够有效萃取贵金属离子，对Au前驱体的最大吸附容量可达326 mg g-1。同时，利用硫脲基团对贵金属的选择性，UiO-66-TU能够将贵金属从不同金属的混合物中分离出来。通过简单的还原处理，被吸附的金离子能转化成分散的Au纳米团簇（Au NCs，尺寸小于1.8 nm）包埋在MOFs中，得到有用的Au NCs/MOFs复合材料。Au负载量高和低成本的优点，结合锆基MOFs好的稳定性，使得Au NCs/UiO-66-TU复合材料在许多领域具有潜在的应用价值。　　(2)成功地将锆基MOFs UIO-66用于抗骨癌药物阿仑膦酸钠(AL)的吸附和药物输送载体。合成的UIO-66为纳米级，颗粒尺寸约为70 nm，并具有很好的水分散性。基于磷酸基团和Zr-O键之间高的亲和特性，UIO-66中大量存在的无机锆氧团簇为药物负载提供了天然的活性位点。UIO-66对AL的装载量高达1.06 g g-1，被装载的药物呈现出持续的、缓慢的释放性质，并具有一定的pH依赖性。合成的纳米材料能有效的进入癌症细胞并具有良好的生物相容特性。相对于自由药物，被装载的药物能更有效抑制癌细胞生长。　　(3)首次利用具有较大孔径的锆基MOFs UIO-67吸附移除两种代表性有机磷农药（草甘膦和草胺磷）。UIO-67晶体内大量的Zr-OH基团对有机磷农药中磷酸基团具有强亲和性，可作为活性位点用于高效捕获含磷酸官能团的草甘膦和草胺磷。该吸附过程可近似地应用准二级动力学和Langmiur模型进行模拟。UIO-67对草甘膦和草胺磷的最大吸附容量可以分别达到3.18 mmol(537 mg)g-1和1.98 mmol(360 mg)g-1，高于已报道的材料对有机磷农药的吸附量，而且这些优异的吸附特性基本不受pH值和高浓度背景电解质的影响。　　(4)成功地将具有不同孔径的UIO-66和UIO-67用于富集磷酸化多肽。由于锆基MOFs中丰富的Zr-OH基团和高度有序的孔笼，UIO-66和UIO-67能够富集含磷酸官能团的磷酸化多肽，并具有不同的分子筛分效应。在经过上样，清洗，洗脱等吸附条件的优化后，两种MOFs能够从存在大量非磷酸化多肽的样品中选择性地富集磷酸化多肽，同时可有效排阻高丰度的干扰蛋白。在对人血清样品的应用中，我们发现，UIO-66和UIO-67都能成功地从实际样品中特异性地捕获磷酸化多肽。　　(5)通过简单的金属-配体-片段自组装方法，首次合成了含有硼酸基团开放结构的MOFs。功能化组份通过含有硼酸官能团的片段配体引入到骨架中。通过改变合成原料中片段配体的量，可以对MOFs内硼酸基团的含量进行调控。制备的材料具有高的比表面积，大的孔容和优异的化学稳定性。MOFs中固有的硼酸官能团能够有效地识别顺式二醇功能组份，并增强MOFs捕获含顺式二醇生物分子的能力。出色的化学稳定性、高的孔隙率、好的重复使用性以及固有的顺式二醇识别官能团，预示着这种新型的含硼MOFs在含顺式二醇生物分子的纯化，传感和分离应用上的巨大潜力。