近十年来，金属有机骨架化合物(MOFs)的研究已经成为当前化学、材料科学等领域研究的热点。MOFs作为一种新型功能性材料，与传统的材料相比，具有丰富的拓扑学结构、结构可裁剪和修饰、孔道尺寸可调以及高的比表面积等优点。在气体选择性吸附和分离、催化、磁学、光学、传感等领域展现出潜在的应用价值，引起了各国科研工作者的广泛关注。然而，MOFs材料的发展也面临着巨大的挑战，譬如如何定向的设计合成具有新颖的拓扑结构和功能性材料，还需要不断地研究和探索。在本论文中，我们选用2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸(L1)，六氟磷酸根-二-(2,2’-联吡啶)-(2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸)钌(L2)和4-氨基-3,5-二-(4-苯甲酸基)-1,2,4-三氮唑(L3)作为有机配体，成功地构筑了15个新颖结构的金属有机骨架化合物，并详细地研究了它们的结构及其相关性质。本论文的研究结果主要包括以下三个方面：(1)在溶剂热条件下，与不同过渡金属与2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸(L1)配体反应，合成了5个三维金属有机骨架化合物和1个二维层状化合物，[Co3(L1)2(HCOO)2H2O]·2DMF (1)，[Zn3(L1)2(HCOO)2]·H2O·DMF (2)，[Mn(L1)]·DMA (3)，[Co(L1)DMSO]·(DMSO)(H2O)(4)，[Co(L1)H2O]·H2O (5)和[Cu(L1)]·DMSO (6)。化合物1和2沿c轴方向展现了由四元环共用顶点连接形成的左右手性螺旋链。气体吸附性质研究表明，化合物1和2具有特殊的N2和CO2气体吸附行为，脱附曲线形成了一个大的滞后环。粉末XRD衍射峰位置的变化表明化合物脱除孔道中的客体分子，其结构发生了改变。因此，通过吸附和脱除孔道中的客体分子，这两个柔性骨架结构发生了“开门”和“关门”的行为。而且，化合物1和2具有很好的二氧化碳/甲烷、二氧化碳/氮气选择性吸附分离性能。化合物3是由双核锰无机结构基元和L1配体连接形成的三维金属有机骨架化合物，沿a轴方向，结构中也展现四元环共用顶点无限连接形成的左右手螺旋链。在化合物4中，沿[111]方向，Co中心与配体连接形成一维左右手螺旋链[Co-L1]n重复单元，而且这两种螺旋链交替存在。在化合物5中，L1配体与三个Co原子连接形成二维层状结构，层与层之间以ABAB方式堆积，形成菱形孔道。有趣的是在同一层和相邻一层的结构中都具有一维的螺旋链。化合物4和5为(3,3)-连接的新拓扑结构。化合物6具有4-连接的dia拓扑结构，其结构中也存在左右手螺旋链。另外，我们还研究了化合物3-5的磁学性质。(2)在溶剂热条件下，以铟离子为金属源，2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸(L1)和六氟磷酸根-二-(2,2’-联吡啶)-(2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸)钌(L2)为有机配体，合成了5个三维金属有机骨架化合物,[In(L1)(NO3)(DMA)0.5]·(DMA)(H2O)4.5(7),[In(L1)(HCOO)H2O]·(DMF)2(H2O)3(8),[In(L1)Cl]·(DMF)2(H2O)3(9),[In4(L1)5(HCOO)H2O]·(DMF)3(H2O)2(10)和[In(L2)H2O]·(DMF)2(11)。化合物7-9是由相同配体L1构筑而成的，通过引入不同几何构型的阴离子(NO3-, HCOO-和Cl-)，化合物展现了三种不同的ung，crb和cbo拓扑结构。化合物7中含有左手和右手交替存在的螺旋链结构。在化合物8的结构中，存在两种四边形孔道，孔道的尺寸分别为4.9×4.9和11.5×11.5。化合物9展现了有趣的双螺旋链结构特点，每个双螺旋链都是由左右手螺旋链组成。我们进一步讨论了阴离子在不同结构形成过程中的作用。化合物7-9显示了较好的荧光性质。化合物10的结构中同时存在三核铟和单核铟无机结构基元，它们与L1有机配体相互连接形成了一个二维层状结构，层与层之间又通过L1配体作为柱支撑构筑成三维结构。由于结构中存在着未配位的氮原子，化合物10展现了高效的选择性响应Fe3+的能力，在识别和传感金属离子功能方面具有潜在的应用价值。此外，我们还研究了化合物10的N2，CO2，H2，CH4，C2H6，C3H8等气体吸附性质，并通过IAST理论计算得出CO2/CH4,，C2H6/CH4，C3H8/CH4的分离比分别为4.9，15.4，168.3，表明该化合物具有较好的选择性气体吸附与分离性能。化合物11为三核铟结构基元与L2有机配体连接形成的具有acs拓扑结构的金属有机骨架化合物，结构中沿[001]方向形成了尺寸为8.2×8.2一维孔道。化合物11显示了较好的荧光性质。(3)以CuI为金属源，4-氨基-3,5-二-(4-苯甲酸基)-1,2,4-三氮唑(L3)作为有机配体，成功的合成了具有(3,4)-连接的fof拓扑结构的三维金属有机骨架化合物[Cu3I2(L3)H2O]·(DMF)2(H2O)(12)。在化合物12的结构中，沿c轴方向，双核铜和Cu4I4无机结构基元与L3有机配体交替连接形成了左右手螺旋链，螺旋链的螺距为23.3。在单晶到单晶(SCSC)结构转换的研究中，用乙醇溶剂交换化合物12晶体孔道中的客体分子，得到去除溶剂的化合物[Cu3I2(L3)H2O](13),将化合物13分别浸泡在碘的乙醇溶液和碘的环己烷溶液中一周，分别得到化合物[Cu3I2(L3)H2O]·(C2H6O)(0.5I2)(14)和[Cu3I2(L3)H2O]·(C6H12)(0.5I2)(15)。结构分析表明化合物13和14的骨架结构相同，客体分子不同，通过交换化合物12孔道中的溶剂分子，化合物13和14发生了单晶到单晶结构的转换现象。在化合物15的结构中，Cu4I4簇还发生了键的断裂和重组，形成了CunIn链。化合物13展现出了吸附碘和释放碘的能力。在本论文中，通过合理的选择有机配体和金属离子，成功的构筑了15个新颖的金属有机骨架化合物，并对它们进行了详细的表征以及相关性质研究。部分化合物展现出独特的气体吸附性质以及较好的磁学和荧光性质。