近几十年来,科学工作者已经设计、合成出大量结构新颖的配位聚合物,芳香多羧酸类配位聚合物是其中最重要的一类,它们不仅在结构上表现出新颖性和多样性,而且在许多领域中表现出潜在的应用前景,例如多孔材料、催化性、光学性和磁性等方面。由于芳香多羧酸具有以下优点：第一、羧基在苯环所处的位置多样,空间取向灵活,可以提供多个配位点,容易结合多个金属离子。第二、羧基可以采用多种配位模式结合金属离子,如单齿、双齿、螯合和桥联模式(顺-顺、顺-反、反-反和μ-Oxo)。第三、芳香多羧酸可以不同程度的去质子化,羧基作为给体或受体形成氢键,从而形成超分子配合物。因此,芳香多羧酸类配体适合用于构筑结构新颖、多样的配位聚合物,此外,通过化学手段对芳香羧酸类配体修饰特定功能的官能团,从而设计、合成出具有功能化的目标配位聚合物。本论文选取具有共轭体系的联苯四羧酸、三联苯四羧酸为配体,采用水热和溶剂热法,改变反应体系的温度、溶剂、浓度、pH值或加入模板剂和含氮配体等条件,获得了25例新的配位聚合物。利用红外吸收光谱、元素分析、X射线单晶衍射和粉末衍射手段对这些晶体结构进行了表征,在性质方面,通过热重和差热分析研究了其热稳定性,并且主要研究了其相关的磁性和荧光性质。主要分为以下几部分内容：1、基于2,2’,4,4’-联苯四羧酸(H4(o,p-bpta))形成的配位聚合物[MH2(o,p-bpta)]n以H4(o,p-bpta)为配体和第一过渡系金属离子,通过水热和溶剂热方法获得了一系列三维同构的配位聚合物。其中配合物1不同于其他配合物的合成过程,它是采用Fe(Ⅲ)离子加入草酸作为还原剂通过溶剂热反应获得的。它们在结构方面的主要特点是：金属离子通过双羧基采用顺-反桥联模式连接形成了线性的金属链。而H2(o,p-bpta)2-配体采用不同的配位模式与五个M(Ⅱ)离子配位,其中2,2’COO-采用μ3-η1:η1:η1:η1桥联和螯合模式,而4,4’-COO-采用μ2-η1:η0:η1:η0单齿配位模式,结果形成了(5,5)-连接的拓扑网络结构。另外,这些配合物的金属中心离子(Fe2+、Ni2+和Cu2+)的3d轨道上含有未成对电子,因此研究其磁性质是非常有趣的。通过磁性测试发现,1表现为反铁磁性现象,而2和3表现的是铁磁性行为。虽然它们具有相似的均匀链状结构,但是由于金属中心离子不同,且表现出不同的磁现象,我们选取合适的磁性公式对这些单链磁体的变温磁化率拟合得到,链内金属离子间的磁耦合参数(J)分别是-0.81(1)、3.67(2)和9.28(1)cm-1,表明在单链磁体体系中羧基采用顺-反桥联模式连接金属离子传递的是弱铁或反铁磁性交换作用。此外,通过比较具有M-O-C-O-M模型的第一过渡系金属离子(M=Mn(3d5),Fe(3d6),Co(3d7),Ni(3d8), Cu(3d9))的同构配位聚合物,发现金属离子间的自旋电子磁耦合参数|J|随着金属离子电子数增加而增大。我们还采用H4(o,p-bpta)配体与6s25d10电子组态的Pb2+离子通过水热方法获得了一个具有椭圆形和矩形交替通道的三维网络结构。在结构中,Pb2+离子表现出两种不同的配位几何构型,(o,p-bpta)4-配体中的2,2’COO-采用μ4-η1:η2:η2:η2模式,而4,4’COO-采用μ4-η1：η2：η1：η2桥联和螯合模式连接着8个Pb(Ⅱ)离子,形成了具有四核金属簇单元[Pb404]的一维金属链。在室温时,以312 nm的激发光激发固体样品,发射峰出现在391 nm处,这是由于羧基和苯环形成的离域π键与Pb(Ⅱ)离子的p轨道间的电子转移(LMCT)引起的。2、基于三联苯四羧酸p-H4tpta和m-H4tpta)形成的配位聚合物采用两种不同的三联苯四羧酸配体(p-H4tpta和m-H4tpta)和金属离子C02+和Ni2+,通过水热方法获得了5个单水桥联的配位聚合物。其结构特点是：以单水分子作为桥联配体,连接Co2+或Ni2+离子形成了具有金属链的一维或三维网络结构。对于这样具有单水桥金属链的配位聚合物是非罕见的,且链内Co(Ⅱ)或Ni(Ⅱ)离子间的磁耦合作用仅仅通过单水分子桥传递的现象也是非常少见的,对于分析含有μ-Oxo的多桥联链状配位聚合物的磁性质有重要的意义。通过磁性测试发现,镍配合物表现的是强的反铁磁性行为,随着Ni-O-Ni的角度(134.91>133.34>132.29°)增大,磁耦合作用力增强(-30.36<-28.08<-26.75 cm-1)。而钴配合物6和8却表现出不同的磁行为,6为反铁磁性现象；8表现的是自旋倾斜磁现象。3、基于1,4-双咪唑苯(1,4-bib)和不同的联苯四羧酸形成的配位聚合物以1,4-双咪唑苯(1,4-bib)和不同的联苯四羧酸(H4(o m-bpta)、H4(m,m-bpta)和H4(m,p-bpta))为配体,用水热或溶剂热方法获得了7个配位聚合物。它们的结构特点分别是：配合物11表现为具有3-重穿插的三维结构,拓扑符号是(4.62)2(42.62.82),每一重网络结构都包含了[-Ni-1,4-bib-Ni-(o,m-bpta)4--Ni-]双螺旋链。12是基于一维Cd2+金属链形成的三维网络结构。13是由一维梯形链相互穿插、联锁,形成了具有孔洞的蜂窝型三维网络结构。14表现为(4,4)-连接的二维层状结构。在15中,(m,m-bpta)4-配体中的3,3’-COO-采用μ2-η1:η1:η1:η1模式螯合着2个Mn2+离子,而5,5’-COO-采用μ4-η1:η1:η1:η1模式桥联4个Mn2+离子,通过1,4-bib和(m,m-bpta)4-伸展,形成了具有孔洞的三维网络结构。配合物16和17是相同构型的,它们是基于双核金属簇单元形成的(4,4)-连接层状结构。基于以上结构,我们发现由于联苯四羧酸中羧酸所处位置的不同,最终构筑的配位聚合物的结构呈现多样性。通过磁性测试表明：配合物11和16表现的是铁磁性现象,13表现的是反铁磁性。而在14和17中,双核簇单元中Co2+离子分别通过羧基顺-顺桥联和μ-Oxo模式连接,表现的是反铁磁性耦合作用(J=-0.1164(1)cm-1和-0.100(1)cm-1)。4、基于3,3’,5,5’-联苯四羧酸(H4(m,m-bpta))和含氮配体形成的配位聚合物以H4(m,m-bpta)为桥联配体,通过加入含氮配体(phen、2,2’-bipy或4,4’-bipy)作为辅助配体,用水热或溶剂热方法合成了8个配位聚合物。它们的结构特点是：基于不同配位环境的双核金属簇单元来构筑的。配合物18-21是以端基配体phen和2,2’-bipy为辅助配体,(m,m-bpta)4-配体的羧基采用顺-顺桥联和μ-Oxo模式连接金属离子形成了双核金属簇单元,进一步延伸形成了结构相似、具有孔洞的三维网络结构。配合物22-25是以桥联配体4,4’-bipy为辅助配体,形成了一系列结构不同的二维或三维配位聚合物,而金属中心离子都表现为五配位。其中22是基于双核Mn(Ⅱ)单元形成的具体一维‘之’字形链状的三维网络结构；23为二维层状结构;24表现为新颖的异穿插二维层状结构；25表现为台阶状的三维网络结构。在这些结构中,H4(m,m-bpta)配体采用全部或部分去质子化形式参与配位,而在24中一种新的去质子化形式出现,这种形式为(cis-H2(m,m-bpta)2-)。磁性测试表明：双核簇钴配位聚合物表现为反铁磁性现象,而镍配位聚合物表现的是铁磁性现象(J=1.44(1)和2.44(1)cm-1)。在22中一维‘之’字形金属链Mn2+离子间表现出反铁磁性耦合作用。铜配位聚合物表现反铁磁性耦合作用。另外Zn2+配位聚合物表现出良好的荧光性能,这可以归属于(m,m-bpta)4-配体内π-π*键电子跃迁和配体到金属离子的电了转移(LMCT)。