晶体工程和超分子化学的目的都是为了更深刻的理解和更精妙的操控分子间相互作用,以便设计建造出新颖的晶态固体。对铀酰配合物的研究是为了理解铀酰和有机物种之间的相互作用,从而能够设计铀酰隔离试剂和建造结构和性质独特的铀酰有机超分子。对稀土配合物的研究是为了设计和建造美学追求和应用急需的“超分子建筑”和“超分子网络”。本文对铀酰配合物的研究内容是设计合成一系列能够探索铀酰光物理和铀酰隔离的基于非生色和水溶性配体的铀酰配合物,对稀土配合物的研究内容是设计合成一系列朝向手性、稳定性、发光以及传感应用的具有独特生色基团的稀土配合物。本文在第一章绪论部分简要论述了对配位化学的一些理解,并详细阐述了铀酰和稀土配合物的研究背景。第二、第三和第四章中先后设计合成了脲撑二丙酸、N-磺乙基亚胺二乙酸和短脂肪链撑二草胺酸配体,并且都分别得到了它们专一的铀酰配合物。这些铀酰配合物都具有独特的合成条件和超分子结构,因而对应着独特的铀酰隔离性能和铀酰光物理性质。通过这些数据本文解决了配合物中铀酰发光位移、发光淬灭和多指数衰减的理论问题,还解决了通过铀酰配合物选择性结晶来隔离铀酰离子的应用问题。但是,对于一个尚未成熟的研究领域,百家争鸣才能百花齐放。第五章中使用甲撑双吡啶-4-酮配体构建出中稀土的三重螺旋体笼和中重稀土的聚合多锁网络。对这个工作的研究涉及到结晶过程中的自发拆分和手性对称性破缺,配位几何、第二种超分子作用和重卤素原子对稀土光物理的影响,以及敏化过程的分析。第六章中使用二乙基胺基修饰的Salen配体成功构建出配位几何为正八面体的稀土Er(Ⅲ)"四方柱”超分子,随后组装出一个氰化亚铜网络包裹外夹Er(Ⅲ)-Salen双层配合物阳离子的超分子聚集体。两个Er(Ⅲ)配合物在可见光激发下都显示近红外发射。这个工作提供了一个新颖且有效的方法去稳定和观察不能分离的稀土“超分子建筑”。第七章中设计合成了独特的双(吡啶-2-酮)Salen配体,成功获得了稳定的单核双配体Eu(Ⅲ)配合物和一对手性的单核单配体Eu(Ⅲ)配合物。光物理研究显示双(吡啶-2-酮)Salen配体对Eu(Ⅲ)离子的敏化特别有效。使用单核双配体Eu(Ⅲ)配合物制备的薄膜具有优良的酸碱蒸气致发光传感性能。这对手性单核单配体配合物显示丰富的圆二色信号和真实的圆偏振发光。