金属有机化合物及其MOFs材料在吸附、催化、荧光、磁性和质子传导等方面具有广阔的应用前景。因而设计和合成新型的有机酸及配合物,探索结构与性质之间的关系,筛选出具有实际应用价值的新型材料具有重要的意义。本论文合成了两类有机膦酸配体,即（benzylazanediyl）bis（methylene）-diphosphonic acid（H₄L）和（benzene-1,3,5-triyltris（methylene））triphosphonic acid（H₆bmt）,和一种多羧酸配体,1,3,5-triazine-2,4,6-triamine hexaacetic acid（H₆TTHA）（配体结构如附图所示）。采用¹HNMR对配体进行了表征。以此三种配体为基础,得到了20个新的配合物的单晶结构,并依据其结构特征对配合物的磁性、吸附和质子传导等性能进行了相关的研究。主要研究内容如下:（1）以H₄L和H₆bmt为配体,与Fe（III）或者Cu（II）的硝酸盐进行水热反应,得到了五个结构新颖的金属膦酸盐,分别为:[FeHL（H₂O）]_n（1）,{[Cu₂L（4,4′-bipy）_0.5（H₂O）]·0.25H₂O}_n（2）,[Cu₂H₂bmt（4,4′-bipy）（H₂O）₂]_n（3）,[CuH₄bmt（2,2′-bipy）]_n（4）和[Cu₂（H₄bmt）₂（2,2′-bipy）₂（H₂O）₄]（5）。X-ray分析显示配合物2和3均为三维框架结构,分别呈现3,3,3,4-连接和4,5-连接的拓扑结构;配合物1和4呈现一维链状结构;而配合物5为二聚体结构。五个配合物中配体采取的配位模式不同,而且辅助配体（4,4′-联吡啶和2,2′-联吡啶）的引入控制了最终配合物的维度。配合物2-5的超氧化物歧化酶（SOD）活性采用改良之后的硝基四氮唑蓝法（NBT）进行评估,IC₅₀值分别为1.84、2.02、6.95和1.70?M,优于文献中报道的大多数Cu-SOD模拟酶的活性。其中,配合物2和3在模拟的生理条件下具有很好的稳定性和重复性。配合物4和5对于超氧阴离子的歧化可以归于不同分解组分的共同作用。配合物1-4的磁学性质研究表明金属离子之间存在磁交换。配合物1和3表现的是抗铁磁交换,而配合物2和4表现的是铁磁性相互作用。（2）以H₄L和H₆bmt为配体,在辅助配体参与下合成了六个结构新颖的过渡金属膦酸盐,分别为:[Cd（H₂L）（H₂O）]_n（6）,[Cd₂（H₂L）₂（H₂O）]_n（7）,[Cd₄（H₂bmt）₂（H₂O）]_n（8）,{[Cd₂（H₄bmt）₂（2,2′-bipy）₂]·4H₂O}（9）,[Zn（H₄bmt）（2,2′-bipy）]_n（10）和[Zn₃（bmt）（4,4′-bipy）₂]_n（11）,并且用元素分析、IR、XRD和单晶X-ray衍射等手段对配合物进行了结构的表征。结构分析显示配合物6-11呈现出0D-3D的结构。通过引入1,2-二（4-吡啶基）乙烯、4-氰基吡啶、4,4′-联吡啶、2,2′-联吡啶和H₆TTHA可以增加结晶度和控制最终配合物的维度。对配合物6-11和配体在固态和室温下的荧光发射强度、荧光寿命（τ）以及量子产率（Φ_f）进行了测试。配合物之间荧光性质的比较说明辅助配体和结构差异会对荧光性质产生影响。（3）以H₆bmt和4,4′-联吡啶为配体,合成了两个过渡金属膦酸盐,[Ni（4,4′-bipy）₂（H₃O）₂（H₂O）₂]·2H₄bmt·9H₂O（12）和[Co（4,4′-bipy）（H₂O）₄]·[Co（4,4′-bipy）₂（H₃O）₂（H₂O）₂]·2H₄bmt·6H₂O（13）。在两个配合物中,金属离子和4,4′-联吡啶进行了配位,而膦酸配体则以O-H…O的形式和周围的氧原子连接。两个配合物中都存在丰富的氢键。基于此,对12和13的质子传导性质进行了研究,主要探讨了温度对传导的影响。（4）以H₆TTHA为配体,合成了三个含柔性臂的三嗪环多羧酸配位聚合物,{[Mn₆（TTHA）₂（4,4′-bipy）₃（H₂O）₁₀]?3H₂O}_n（14）,{[Co₃（H₃TTHA）₂（4,4′-bipy）₅（H₂O）₈]?12H₂O}_n（15）和{[Zn₄（TTHA）（4,4′-bipy）₂（OH）₂]·2H₂O}_n（16）。采用IR、元素分析、XRD和单晶X-ray衍射等手段对配合物进行了表征。结构分析显示,配合物14和16均为三维框架结构,且分别表现为2,3,4,4-连接和4,6-连接的拓扑结构。而配合物15则呈现二维的平面,结构中包含交替出现的尺寸为22.695?11.485?²的矩形结构。配合物14-16的水蒸汽吸附性质进行了研究。其中,配合物15的吸附能力可以和最佳的水蒸汽吸附材料MCM-41相比,在90%RH时,其吸附量达到73.86%（41.03mmol/g）。而且,配合物15也表现出较好的CO₂吸附性能,在298K和750mm Hg时的吸附量为31.5cm³g^-1。基于配合物14和15的结构特点,较高的水含量和亲水单元以及配合物中丰富的氢键网络,对其质子传导也进行了测试。结果显示配合物14和15在297K和98%RH时的质子传导率分别为1.188×10^-4S·cm^-1和5.87×10^-4S·cm^-1。较高的活化能说明这两个配合物遵循的是vehicle机理。据我们所知,配合物15是首例同时具有很好的CO₂和水蒸汽吸附能力以及质子传导性能的化合物。而且还研究了配合物14和15的分子磁性,并采用PHI程序进行了量化计算。此外,配合物16和配体在固态和室温下的荧光发射性质、荧光寿命和量子产率也进行了研究。（5）以H₆TTHA为配体,合成了四个稀土配位聚合物,{[Tb₄（TTHA）₂（H₂O）₄]·7H₂O}_n（17）,{[Ce₂（TTHA）（H₂O）₄]·4H₂O}_n（18）,{[Tb₂（TTHA）（H₂O）₂]·7H₂O}_n（19）和{[Eu₂（TTHA）（H₂O）₂]·11H₂O}_n（20）。其中,19和20的连接方式相同,而形成的氢键不同。19中存在无限延伸的水链,20中也存在两种不同形式的水簇,即:（H₂O）₆和（H₂O）₁₇。配合物18-20均为4,4-连接的拓扑结构。配合物17的质子传导研究表明其在295-358K以及98%RH下具有高于10^-2S·cm^-1的质子传导率,优于大多数MOFs材料的质子传导值。