近年来,金属-有机骨架（MOFs）在质子传导应用方面受到了广泛关注。但MOFs的质子传导机制模糊,影响因素复杂多变,MOFs材料的质子电导率还有待提高。当前,如何得到高质子电导率的MOFs和更好的理解质子传导机理以及性能与结构之间的关系是质子导体研究的首要问题。基于此,本论文主要对MOFs的合成,结构和质子传导性能进行了研究,探讨构效关系,总结规律,为质子导体材料的研究提供实验依据。我们采用水热和溶剂热的合成方法,选择了三种含氮刚性基团的多羧酸配体与过渡金属盐反应,得到了一系列结构新颖的MOFs,并对其进行了晶体结构、合成条件以及质子传导性能的研究。本论文的主要工作有:1.基于3-（3,5’-二羧基苯基）-5-（3-羧基苯基）-1H-1,2,4-三唑的金属有机骨架的合成、结构及质子传导性能研究。利用3-（3,5’-二羧基苯基）-5-（3-羧基苯基）-1H-1,2,4-三唑（H3L1）及4,4-联吡啶（bpy）辅助配体与不同过渡金属盐在溶剂热的反应条件下得到了以下5个同构配合物:[M1.5（L1）（bpy）（DMF）]·H2O（M=Mn 1,Co 2,Ni 3,Zn 4,Cd 5）。配合物1-5表现出三维多孔结构,其微孔被晶格水分子填充。L13-配体的三唑环上的氢原子可以解离,使配合物具有酸性。这两种结构特征都有利于质子传导。因此,通过将配合物1-5掺杂到Nafion中形成复合膜来检测配合物1-5的质子导电行为。发现这五种配合物虽然具有相似的结构特征,但它们的质子电导率却有很大的不同。因此,我们对影响质子传导的一些因素进行了研究。结果表明,这五种配合物的形貌、吸水率、质子密度、质子载体迁移率都很相似,对质子电导率没有明显影响。而这些配合物的酸性不同。通过高斯计算发现配合物酸性顺序与电导率的顺序是一致的。所以配合物1-5的质子电导率差异是由酸性不同导致的,而酸性的差异可能是由于金属阳离子配位能力的不同导致的。2.基于3-（3’,5’-二羧基苯基）-6-羧基吡啶的金属有机骨架的合成、结构及质子传导性能研究。利用3-（3’,5’-二羧基苯基）-6-羧基吡啶（H3L2）与过渡金属盐在溶剂热和水热的反应条件下得到4个配合物:{[Mn3（μ4-L2）2（H2O）7]·4H2O}n（6）,{[Mn3（μ5-L2）2（H2O）6]·4H2O}n（7）,{[Mn3（μ7-L2）2（H2O）2]}n（8）,{[Co3（μ5-L2）2（H2O）6]·4H2O}n（9）。在这项工作中,研究发现反应时间可以诱导配合物6-8发生单晶-单晶的转化。通过延长反应时间配合物6失去一个水分子而转变为配合物7;而配合物7也可以在高温下失去更多的水分子而转变为配合物8。通过对单晶-单晶转换机理的研究发现,随着三种配合物晶体结构中水分子数目的减少,L23-配体的配位方式更加复杂,氢键的连续性下降、孔隙率降低。三种配合物结构上的变化直接导致了质子电导率的不同。水分子数目越多,越容易形成连续的氢键、提高配合物的亲水性,有利于MOFs的质子传导。配合物9与配合物7是同构的,电导率优于配合物7,这可能是由于金属阳离子的不同导致的,这一现象与第一部分研究的结论相符。3.基于5-（3’,5’-二羧基苯基）烟酸的金属有机骨架的合成、结构及质子传导性能研究。利用5-（3’,5’-二羧基苯基）烟酸（H3L3）及不同含氮辅助配体与不同过渡金属盐在水热反应条件下反应得到4个配合物:{Mn3（L3）2（bpy）2}n（10）,{Mn3（L3）2（phen）2}n（11）,{[Co3（L3）2（phen）（H2O）8]·4H2O}n（12）,{[Ni3（L3）2（H2O）12]·4H2O}n（13）。配合物10和11为二维层状结构,结构中不含水分子,无法提供氢质子转移的途径。配合物12的一维配位链和配合物13的二维配位层分别被结构中含有的大量水分子通过丰富的氢键作用连接形成三维超分子网络。质子传导性研究发现,配合物10和11因结构中没有有效的质子传输路径,且吸水率较低,几乎不表现质子传导性能。复合膜13的质子电导率大于复合膜12,可能是由于配合物13的分子式中水分子更多,能够形成连续的氢键链。由此可见,辅助螯合配体会在一定程度上降低配合物的维度,并会影响结构中水分子的含量,进而决定配合物的质子电导率。综合分析配合物1-13的组成结构、亲水性和质子电导率,发现金属阳离子的配位能力、配合物固有的酸性、亲水性、氢键链的连续性和配合物中水分子数目对配合物的质子传导性能都有很重要的影响。所以提高配合物的酸性、较大的亲水性孔道、大量的的质子载体（比如H2O）以及连续不断的氢键链是我们设计合成MOFs质子传导材料所应努力的方向。