配位聚合物指金属离子(Mn+)通过配位键与刚性的、半刚性的或柔性的有机配体自组装形成的无限网络结构的杂化无机-有机晶态超分子材料。作为一类新型杂化材料,配位聚合物在磁学、气体储存、异相催花、化学传感、电致发光、分子识别及能量储存和转变等多方面均显示出潜在的应用前景。本论文基于主族金属Ba2+、过渡金属(Mn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cu2+,Zn2+,Cd2+)与六种不同的含氮杂环多羧酸配体设计合成了18个新型的具有较好的光或磁性质的配位聚合物。通过单晶X-射线衍射表征了这些配合物结构,研究了具有单电子金属(Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+)配位聚合物的磁性,另外对具有d10电子的金属配位聚合物进行了荧光性质的研究,并将它们用于金属离子以及常见阴离子的检测。本论文我们主要从下面四个部分研究讨论:1、基于三种含有不对称吡唑羧酸的配体合成并充分表征了七种新型的配合物。配体采用不同的配位模式构建了不同的晶体结构。其中配体L1合成的2种配合物配体显示了不同的配位模式,分别为μ3-κN,O1:κO1′:κO2和μ2-κN,O1:κO2。而配体L2合成的3种配合物配体显示出相同的配位模式,为μ2-κN,O1:κO2,O2′。配体L3合成的2种配合物也显示出了两种不同的配位模式,分别为μ3-κN,O1:κO2:κO3和μ2-κN,O1:κO3,而且随着羧基的增加,容易形成多核配合物。此外,磁性分析表明配体L3形成的三核铜(Ⅱ)配合物6存在铁磁相互作用,而其它配合物表现出反铁磁相互作用。另外配合物3和4的荧光测试表明,与配体L2相比配合物3和4的发光增强,这可能是由于配体与金属原子的结合增强了配体的刚性并减少了配体由无辐射衰变引起的能量损失。2、通过1-(4-羧苯基)-1H-苯并咪唑-5,6-二羧酸(H3cbic)配体合成了两种新型同构的镉和锰配合物,具有2D结构,而且在此结构中包含1D的左右手性双螺旋链,拓扑符号为(47.63),合成的配合物具有很好的水溶液稳定性和很好的热稳定性。对比研究发现镉配合物8具有对金属离子Fe3+的荧光识别性质,选择性好且具有较高的猝灭常数和较低的检出限3.1×10-5 mol/L,同时发现在p H=6～14范围内配合物8荧光强度很稳定,与文献相比,具有较广的p H荧光稳定范围。再则,通过简单的吸附实验表明了配合物8中未参与配位的氧原子与Fe3+的水合离子之间存在着一个弱的相互作用。对于锰配合物9的磁性,测试发现Mn(II)之间存在反铁磁相互作用。3、通过配体1-(4-羧苯基)-2-丙基-1H-咪唑-4,5-二羧酸(H3cpimda)与金属镉和锰构筑了两个配合物,其中配体在反应过程中容易发生脱羧酸反应而生成新的配体1-(4-羧苯基)-2-丙基-1H-咪唑-4-羧酸(H2cpima),在与金属镉构筑配合物10的过程中,两种配体都参与配位,配体H3cpimda中的羧基没有全部脱去质子,该配合物形成2D网络结构,拓扑符号为(43)2(46.66.83)。而锰的配合物11在构筑过程中,只有原料配体脱羧后cpima2-参与配位,配位模式比较简单,呈现0D结构。同时配合物10因为多羧基和咪唑环的存在,所以有很强的氢键和的弱相互作用,通过这些弱相互作用使配合物的2D结构进一步形成了3D结构。通过配合物10的荧光研究,发现配合物的荧光比配体强,可能是由于配体之间的п-п电子转移引起的。同样配合物11的磁性,测试给出金属中心Mn(II)之间存在反铁磁相互作用。4、通过配体1,1’-(1,4-苯基联甲基)双(1H-吡唑-3,5-二羧酸)(H4L)构筑了七种配位聚合物,其中配体的羧基全部脱掉质子生成L4-,而且配体采用了五种不同的配位模式,其中铁(12)、钴(13)、镍(14)的配位聚合物是同构的2D结构;锰(15)的配合物也是2D结构,但与12-14不同构;钡(16)、锌(17)和镉(18)的配合物,或为3D结构(16、18),或为2D结构(17)。根据不同金属离子配位的特点,主要研究了它们的磁学与荧光性质:1)磁学上,尽管配合物12～14具有同构的特性,但是配合物12(铁离子中心)和13(钴离子中心)在2K-室温范围表现的是反铁磁性,而配合物14(镍离子中心)表现出来的是铁磁性,原因是因为中心金属离子电子构型不一样而导致的。2)荧光方面钡配合物16具有离子识别性,可以在DMF溶液中识别Fe3+离子,还可以识别Cr2O72-离子,与已报道的体系相比最大的不同是可以区分出Cr2O72-和Cr O42-离子,该配合物16在识别Fe3+和Cr2O72-离子都有较低的检出限和较高的猝灭常数。配合物17(镉离子中心)也具有荧光性质,其荧光发射归因于配体之间的跃迁ILCTs。