配位聚合物CPs(coordination polymers)作为一种新型功能材料在磁性、质子传导、荧光和催化等方面都有巨大的应用潜力。配位聚合物大至可以分为三类:(1)有机羧酸类,(2)有机膦酸类,(3)含氮杂环类。因有机膦酸类配体具有多种配位模式,可以和金属离子螯合得到不同结构的CPs材料,且有机膦酸类CPs材料具有很高的稳定性。因而设计并合成新型有机膦酸类CPs材料,并对其结构与性质进行了研究,这对合成出具有实际应用价值的新型功能材料具有现实的意义。本论文设计并合成了三种有机膦酸配体,分别为(((4-methylbenzyl)azanediyl)bis(methylene))bis(phosphonic acid)(H4L1),(2-amino-1-hydroxypropane-1,1-diyl)bis(phosphonic acid)(H5L2)和(((pyridin-3-ylmethyl)azanediyl)bis(methylene))bis(phosphonic acid)(H4L3)(配体结构如附图所示)。以此三种配体用水热法培养出10种新的有机膦酸类CPs单晶,并根据配合物结构的不同,对配合物的磁性、质子传导和荧光进行了研究。主要研究内容如下:1、以H4L1为配体,与四种不同金属盐和辅助配体(4,4’-联吡啶)通过水热法合成了 5 个有机膦酸配合物,分别为[Cu2L1(1,4’-bipy)0.5H2O]n(1),[Cu(H2L1)H2O](2),[Cd2(H2L1)2H2O](3),[Co2L1(H2O)2]·0.184H2O(4),[Fe3(L1)2(OH)(H2O)3]·2H2O(5),并用IR、XRD和TGA对其进行表征。运用X射线单晶衍射的方法确定了五个配合物的结构,分析得出配合物1为三维结构,配合物2-5均为二维结构,并且五个配合物中的配体的配位模式均不相同。配合物1和2有相同的金属离子,但配合物1通过添加4,4’-联吡啶改变了配合物的维度,使配合物从二维结构延伸到三维结构。对配合物1-2和4-5的磁性的研究显示金属离子之间有磁通道,从而存在磁交换,配合物1表现出铁磁性,而配合物2、4和5表现出抗铁磁性。对它们的磁交换参数用居里-外斯定律(Curie-Weiss law)和PHI进行了拟合。此外,对配合物3的荧光性能进行了研究。2、以H5L2为配体,与三种不同的金属盐通过水热法合成了 3个有机膦酸配合物,分别为[Co3(H2L2)2(H2O)6]3.28H2O(6),[Zn3(H2L2)2(H2O)6]3.27H2O(7),[Ni3(H2L2)2(H2O)6]3.13H2O(8),用IR、XRD和TGA对配合物进行了表征。通过X射线单晶衍射的方法确定了三个配合物的结构,分析得出配合物6-8为一维结构。配合物6-8中的一维链状结构通过氢键连接成三维结构,并存在无限延伸的水链和丰富的水簇。其中,配合物6和7氢键的连接方式相同,与配合物8不同。配合物6-8的质子传导研究发现,在常温(298K)和98%RH下,配合物6的质子传导率为5.29×10-4S·cm-1,配合物7的质子传导率为1.87×10-3S·cm-1,配合物8的质子传导率为3.25×10-5S·cm-1。配合物7的质子传导率优于大部分Cps材料的质子传导值。在常温中,对配合物6-8浸泡7天后,质量几乎没有减少,并且用XRD表征可知配合物6-8在水中稳定。3、以H4L3为配体,与两种不同的金属盐通过水热法合成了 2个具有三维有机框架结构的有机膦酸配合物,分别为[Co3(HL3)2(4,4’-bipy)2(H2O)2]2.77H2O(9),[Ni3(HL3)2(4,4’-bipy)2(H2O)2]2.53H2O(10),用 IR、XRD 和 TGA 对配合物进行表征。通过X射线单晶衍射的方法确定了配合物9和10为三维结构。