金属-有机框架材料(MOFs)由于其具有较高的比表面积、多样化的孔洞、可调控的结构和众多的功能化应用,已经得到了越来越多的关注。作为在很多方面具有很高应用潜力的一类新型多功能性材料,MOFs在气体吸附与分离、光学材料、催化、磁性材料以及质子导电等方面均具有非常广阔的发展潜力与应用前景。芳香多羧酸配体构筑的金属有机框架材料具有结构可视性、可功能化修饰等独特的优点,因此也已成为人们竞相研究的热点。本文致力于将磺酸、磷酸功能化基团引入到芳香多羧酸配体,合成具有应用前景的功能化导电材料。本论文利用合成的功能化修饰的配体与金属化合物采用水热法合成了7个新的金属有机配位聚合物。我们采用X-射线单晶衍射分析、红外(IR)、热重分析(TG)、粉末衍射(PXRD)、元素分析以及电感耦合等离子体(ICP)对配合物进行了表征。本论文的研究内容主要包括以下两个部分:一、利用磺酸、磷酸修饰的芳香多羧酸配体2,2’-二磺酸钠-4,4’-二苯甲酸氧咪(Na2H2DSOA)、3,8-二磺酸基-1,6-萘二酸(H4L1)、5-磷酸甲基对苯二甲酸(H4L2)等配体,分别与硝酸镉、硝酸钴、醋酸镉、硝酸铜及1,2-双(4-吡啶基)乙烯(bpe)、4,4’-联吡啶(4,4’-bpy)成功合成了6个结构新颖的配位化合物:{[Co(H2DSOA)2]?NO3?3Na?CH3OH}n(1),{[Cd(H2DSOA)]?6CH3OH}n(2),{[Cd2(L1)(4,4’-bpy)2(H2O)4]?H2O}n(3),{[Cd2.5(L1)(OH)(H2O)2]}n(4),{[Cu(L1)0.5(bpe)]?H2O}n(5),{[Cu0.5(L2)0.5]?0.45(CH3CN)?2.6H2O}n(6)。配合物1为二维框架结构,层层之间以AB方式堆积,配体上磺酸基团未脱质子。配合物2中配体H2DSOA2-上磺酸基团也未脱质子,为三维超分子结构,中心金属离子和配体配位形成三维结构。配合物3是由双核镉的次级构筑单元通过配体H4L1以及bpe连接成三维结构,配体H2L12-磺酸基团上未配位的氧原子全部指向空腔。配合物4是由双核镉次级构筑单元通过配体L14-连接构成三维结构,配体L14-磺酸基团上未配位的氧原子指向空腔。配合物5是三维超分子结构,由CuII金属离子中心和配体以及4,4’-连吡啶连接扩展为三维结构。配合物6由CuII中心金属离子和配体连接扩展为三维结构,含有的两种不同的笼子分别参与构成亲水和憎水性空腔,配体磷酸基团上未脱质子的羟基和游离水分子可参与构筑质子通路,因此研究了其质子导电性质。二、我们用配体5-磷酸甲基间苯二甲酸(H2L2)与稀土硝酸盐在溶剂热条件下合成了一个二维稀土配合物[Eu(L2)(Me2NH2)](配合物7),该配合物由带负电荷的层状骨架和游离的二甲胺阳离子构成,这些由二甲胺阳离子和磷酸基团上未配位的氧原子构筑酸碱对,并进而通过氢键构筑大量一维质子传递通路。配合物7在有水和无水体系均具有很高的质子导电,这个特性很少有类似的MOFs文献报道。用配合物7的单晶测得的无水体系的最高质子导电率是1.24×10-3 S cm-1(150 oC),这是已报道的在相似条件下测得的最好质子导电率之一,在有水和N,N-二甲基亚酰胺(DMF)体系下也依然具有很好的质子导电性质(超过10-3 S cm-1)。在该配合物单晶的c轴方向大量存在的一维质子通路在氢键作用下有效的传递质子,在有水和DMF体系下,气态的水和DMF分子分别在晶粒间参与构筑有效质子传递通路。同时配合物7具有极好的水稳定性和热稳定性,这为其在如燃料电池的质子交换膜等实际应用上提供更多的可能性。