本论文的研究工作分为两个部分，一是探讨了非磁性锌离子稀释和质子化羟胺模板调控下过渡金属-甲酸功能材料的结构、磁性和介电性质;二是系统研究了质子化单胺阳离子模板调控下稀土甲酸功能材料的合成、结构和磁性质，以及一类双核稀土甲酸化合物的结构和磁性质。主要开展了以下一系列工作:　　1.以非磁性离子Zn2+逐渐取代磁性离子Mn2+的方法，成功制备和表征了分子基稀释磁体系列[C(NH2)3][MnxZn1-x(HCOO)3](x=0-1)。在整个固溶体系列中产物没有发生明显的金属组分偏析。单晶和粉末衍射分析表明化合物在x=0-1的范围内，固溶体是同构的。所有化合物都属于Pnna空间群，具有钙钛矿结构的简单立方金属-甲酸阴离子骨架，阳离子模板C(NH2)3+（胍）填充在孔隙中。晶胞参数、M-O键长和M…M距离随着x的变化规律因局域结构畸变引起对Vegard定律（随组成的线性变化规律）的偏离。磁性从自旋倾斜导致的弱铁磁有序(x≥0.40）到顺磁性(x＜0.30）转变，逾渗浓度xp=0.305，与逾渗理论计算的简单立方晶格理论值0.317相符。低温磁化强度研究表明，化合物的矫顽场和剩余磁化强度随着x的减小而逐渐降低直至消失。　　2.选用质子化羟胺HONH3+为模板，合成了系列三维过渡金属-甲酸骨架材料[HONH3][MⅡ(HCOO)3](M=Mn、Co、Ni、Mg、Zn)，并系统研究了它们的结构、介电、磁性等性质。化合物具有49·66拓扑结构的[M(COOH)3-]三维阴离子骨架，HONH3+阳离子填充在骨架孔道中。由于HONH3+所具有的可形成更为强的氢键和较小的体积等特征，其诱导形成的金属-甲酸骨架密度较钙钛矿类型的骨架更致密。HONH3+较NH4+体积更大，该系列结构在室温下是有序的，介电测量没有观察到相变和介电异常的发生。Mn、Co和Ni三个磁性化合物表现为自旋倾斜的反铁磁体，Néel温度TN分别是8.8、10.9和30.5 K。Mn和Ni的自发磁化强度较小，Co的自发磁化强度较大。　　3.将用于过渡金属体系质子化胺模板合成的方法扩展到稀土-甲酸体系中。选用NH4+、CH3NH3+、C2H5NH3+、HOC2H5NH3+、NH2CHNH2+、CH3NH2CH3+、C(NH2)3+（胍）和C3H5N2+（质子化咪唑）等八种质子化单胺(AH)为模板，选择Er3+为磁性中心，获得了系列化合物[AH][Er(HCOO)4]，是一组具有钙钛矿或金刚石衍生的复杂拓扑结构的手性/极性稀土-甲酸骨架材料。其中，有机铵阳离子起到了结构导向剂的作用，伴随着阳离子模板体积的增大，[Er(HCOO)4]-阴离子骨架随之扩张，HCOO-的配位模式从短的syn-anti到长的anti-anti，桥联Er3+的HCOO-数目减少，并出现螯合配位的HCOO-，骨架的孔穴体积增大。Er-O-C键角的增加也说明稀土-甲酸骨架有一定的呼吸性质。阳离子模板的形状与形成氢键的几何特点对产物结构有很大影响。磁性测量表明该系列化合物在外加磁场下具有慢的磁弛豫性质。以C(NH2)3+为模板，获得了稀土-甲酸系列化合物[C(NH2)3][Ln(HCOO)4]（Ln=Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb）。化合物结晶在正交的手性P212121空间群，稀土离子都是四方反棱柱构型，通过甲酸桥联成类似金刚石的负电性三维骨架，被孔道中的C(NH2)3+离子所平衡。对该系列化合物的磁性测量表明，Kramers离子的化合物具有外加磁场下的慢弛豫性质，非Kramers离子的化合物没有慢弛豫性质。　　4.在稀土-甲酸的反应体系中引入邻菲罗啉(phen)螯合配体，获得了两组双核化合物[phen2Ln2(HCOO)4[(HCOO)1-x(NO3)x]2(Ln=Gd，x=0.52; Ln=Er,x=0.90)和[phen2Ln2(HCOO)6](Ln=Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Y)。两组化合物的晶体结构都由双核分子构成，其中两个八配位的Ln3+被四个甲酸根基团连接，两个是syn-syn模式，两个是chelating-anti模式，每个Ln3+又被一个邻菲罗啉和一个甲酸根/硝酸根（第一组）和甲酸根（第二组）螯合，邻菲罗啉配体分别处于稀土离子的两边。双核分子通过分子间的邻菲罗啉配体π-π相互作用和C-H…O弱氢键堆垛成晶体三维结构。磁性测量表明，第一组的两个化合物在零场时没有弛豫现象;在外加磁场时，两个化合物都表现出两个弛豫过程，慢的弛豫过程是自旋-晶格弛豫，主要来源于Kramers简并态的破除;快弛豫过程主要是自旋-自旋弛豫。第二组的七个化合物主要体现顺磁体性质，除Ho外，其它化合物表现出一定的外加磁场诱导的慢弛豫现象。