无机开放骨架材料因其具有丰富的组成、均匀的孔道、高的比表面积及优异的性质而被广泛应用于催化、离子交换、吸附、光学等方面,在环境、化工、电子工业、农业、医学等领域具有重要的地位。以功能为导向,设计合成新颖结构的开放骨架材料是当前的研究热点之一。本论文主要研究了主族氧硫化物的开放骨架,以寻找功能基元为着眼点来研究结构和性质之间的联系,设计合成具有新颖结构的氧硫多面体基的开放骨架化合物,并对它们的离子交换、光催化、光学等性质进行了研究。主要内容与结果如下:1.溶剂热条件下合成了一系列不同胺为模板的、含氧的T4簇In₄Sn₁₆O₁₀S₃₄为基本建筑单元的氧硫化物开放骨架化合物,有机胺阳离子填充在孔道中。将氧引入硫属簇形成了不同的构建规则,产生了新型的多面体簇。在氧硫化物簇中,配位金属的多面体不只局限于四面体,还存在MS₄O₂和MS₃O₃的多面体配位模式。化合物中存在大的、连续的通道使得平衡离子能够快速进出。由于软的路易斯碱（S2-）对重金属离子的作用,该化合物孔道中的有机胺阳离子能够与重金属离子Cd2+、Hg2+、Pb2+进行交换,并且水中存在的Na+、Ca2+、NH4+、Mg2+、Zn2+、CO32-、PO43-、CH3COO-等离子对其交换能力无干扰;溶液p H值为2-10时,对重金属具有较强的交换能力。与传统的硫属簇相比,氧硫化物簇由于氧的介入增加了簇的稳定性,很好地将硫属材料的半导体特性和氧化物材料的稳定性结合起来。2.含氧的T4簇In₄Sn₁₆O₁₀S₃₄为基本建筑单元的氧硫化物开放骨架化合物,在可见光照射下能有效地降解甲基橙、罗丹明B、亚甲基蓝有机污染物。开放的结构构型,扭曲的SnS₄四面体和扭曲的八面体InO₃S₃、SnO₂S₄在光催化中起了主要作用,它与高度分散的杂化的价带和导带以及特定位置的带隙共同促进了该化合物的光催化活性。3.合成了乙二胺为模板的化合物（H2en）0.5[Bi O（OH）₂（H₂O）],Bi与八个O配位形成了扭曲的十二面体,BiO₈十二面体通过共边和共顶点连接形成了铋氧化物阴离子层,质子化的乙二胺阳离子作为模板剂和电荷补偿离子填充在层的中间。由于Bi（III）的孤对电子作用,化合物在320nm的激发波长下,在476nm处有一个强的发射峰。4.用溶剂热方法合成了Ba₃LiO[B9O16][B（OH）3],它含有以B₉O₁₉基团为基本建筑单元的B₉O₁₆三维阴离子开放骨架,具有acs型的拓扑结构,B（OH）₃分子填充在通道中。紫外可见漫反射光谱表明化合物的吸收截止边是230nm。二阶非线性光学信号是0.8倍的KDP,并且是相匹配的。经计算表明,非线性光学信号来自于BO₃、BO₄以及BaO₉和LiO₇这些基团的协同作用。