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具有空旷骨架或微孔结构的稀土膦酸盐在催化、离子交换、质子传导、插入化学、光化学和材料化学等方面有潜在用途，近年来吸引了无机及材料化学家的广泛关注。目前的研究热点是通过引入其他有机官能团对膦酸进行化学修饰(如羧酸、氨基、羟基和冠醚等)来制备新颖的功能材料。本论文以氨基酸或者氨基化合物为原料合成了6个含有羧基、吡啶基和苄基的膦酸配体(见Scheme1)，利用它们与稀土盐水热反应得到了17个稀土膦酸化合物，对这些化合物的结构、荧光性能和热稳定性进行了研究。
制备了5种结构类型共11个含羧基稀土膦酸化合物，其中Er(H3L1)(H4L1)(1)(H5L1见Scheme1)具有一维链状结构，链与链通过氢键形成(002)层，进而得到三维超分子结构。La(H4L1)(H3L1)(H2O)·2H2O(2)和La(H2DPMG)(H2O)(3)(H5DPMG=HOOCCH2N(CH2PO3H2)2)均具有2D层状结构。化合物1和2中，羧基不参与配位，作为悬挂基团存在于层的两侧，2由于多出一个苯环，层间距增大。Ln(HPMIDA)(H2O)2·H2O，(Ln=Gd4；Tb5；Dy6；Y7；Er8；Yb9；Lu10)(H4PMIDA=H2O3PCH2N(CH2COOH)2)为三维螺旋孔道化合物，具有P212121手性空间群。在α-轴方向具有10元螺旋孔道，结晶水存在于这些孔道中。Dy9(HL2)g(L2)3(H2O)12·19H2O(11)(H3L2见Scheme1)具有三维孔洞状结构，孔洞中存在大量的结晶水分子。室温固体荧光性能研究表明：化合物1在近红外区有较强的荧光发射；化合物4和8在蓝光区存在宽发射峰；而5则在绿光区显示了Tb(Ⅲ)的特征发射。
另外还得到了3种结构类型共6个含芳香基团的稀土双膦酸盐，其中La4(H2L3)4(H3L3)4(H2O)4·20H2O(12)(H4L3见Scheme1)具有三维空旷骨架结构，沿α-轴方向存在两种孔道，一种为吡啶环所占据，另一种包含着结晶水分子。Ln(H2L3)(H3L3)·4H2O(Ln=Eu13； Gd14； Dy15； Er16)为同构系列化合物，均具有沿α-轴方向的一维链状结构，一维链之间通过π-π相互作用形成三维超分子结构，沿着α-轴方向可以发现堆积而来的孔道；Er(H2L4)(H3L4)(17)(H4L4见Scheme1)同样为三维超分子结构，但是在α-轴方向没有形成孔隙。室温固体荧光性能研究表明配合物13显示了较强的Eu(Ⅲ)离子的特征发射：化合物14和17在蓝光区存在宽发射峰：而化合物16在近红外区也有较强的Er(Ⅲ)特征发射。
在本论文中，较系统地研究了实验条件(包括M/L配比、pH值和反应温度)以及相似结构类型配体中羧基的数目和位置对稀土膦酸化合物结构与性能的影响。通过引入羧基和吡啶基团大大提高了稀土膦酸盐的溶解度和结晶性；引入刚性基团(吡啶和苄基)作为天线基团以提高化合物的能量传递效率。