自从配位聚合物的概念于上世纪60年代被提出之后,有很多的研究工作者对这类新型化合物表现出了极大的兴趣。过渡金属离子与多齿有机配体通过配位键的作用形成配位聚合物。配位聚合物除了具有金属离子和配体的性质外,离子与配体间的相互作用形成的配合物,以及配位聚合物中的空腔更是赋予了它一些特殊的性能。这种具有独特结构和性能的配位聚合物材料,在光、电、催化等领域以及分子器件的设计中都具有重要的学术研究意义和潜在的应用价值。Langmuir-Blodgett（LB）膜技术是一种可以在气液界面精确控制薄膜厚度和分子排列的有序分子膜制备技术,即在气液界面上将不溶于水的成膜材料分子加以紧密有序的排列,形成单分子膜,然后再转移到固体衬底上形成多层膜的制膜技术。通过界面组装的分子材料具有如下的特点:（1）气液界面上Langmuir单分子膜与亚相中的离子反应可实现粒子大小的控制,形成特定的超分子结构。界面上的分子聚集体流动性好,易于与体相达到化学平衡。（2）界面反应获得的配位聚合物材料可通过LB膜技术转移到固体基片上,从而在固体表面形成的薄膜可通过简单的洗涤清除未反应物,无需复杂的纯化和分离。（3）通过配位键以及静电引力形成的LB膜可以稳定地嫁接在固体的基片上。利用界面组装的方法制备的功能材料修饰电极可以方便地被用来研究配位聚合物的光学和电化学性质。本论文基于过渡金属离子与配体的吡啶基团之间的配位作用形成配位键。我们设计并组装了金属多卟啉阵列以及金属-Bisterpy（含两个三吡啶配位基团的双齿配体）配位聚合物并研究它们的分子聚集体材料的形成过程、单分子膜和LB膜的结构与性质,薄膜修饰电极的电化学、电催化等性质。根据配体的不同,主要内容可分为以下三个部分。1.我们在气液界面上设计和制备了金属多卟啉阵列单层膜,表征了卟啉在薄膜中的排列方式、观测了薄膜的微观形貌,利用X射线光电子能谱和紫外可见吸收光谱表征了沉积在基片上的LB膜的组成;进而研究了钯-三价锰卟啉阵列修饰的导电玻璃电极的电化学性质。循环伏安测量结果表明,该阵列结构中锰离子具有良好的氧化还原可逆性。光普电化学结果表明在电化学催化过程中形成的四价锰卟啉能够与三价锰卟啉发生可逆的转换,而同样通过电化学方法形成的五价锰卟啉不能够可逆地还原为三价锰卟啉,也就是说这是一个不可逆的过程。另外,我们还发现钯-三价锰卟啉阵列能够催化氧化亚硝酸盐,也得到了相对稳定的五价锰卟啉。我们认为本文中制备高价锰卟啉的方法也可以用来制备其它高价金属卟啉。由于产生的高价金属卟啉具有较高的稳定性,它们可以用来模拟含卟啉蛋白质的催化过程和研制基于高价金属卟啉的催化材料。2.金属—Bisterpy配位聚合物具有类似紫精的结构,其配体Bisterpy包含一个2,2’:6’,2"-terpyridine三吡啶配位基和在4’位的单吡啶基,这两个配位基可以与不同的过渡金属离子发生配位反应,从而形成了多种配位聚合物。另外,配体Bisterpy本身还具有特殊的光、电性质。在这部分工作中,我们首先合成了类紫精配体Bisterpy,表征产物的组成和基本的物理化学性质。然后,在气液界面上设计和组装了金属-Bisterpy配位聚合物分子聚集体材料,利用X—射线光电子能谱和紫外可见吸收光谱表征了沉积在基片上的LB膜的组成。金属-配体（或纯配体）配位聚合物修饰的ITO电极的循环伏安曲线结果说明该薄膜具有可逆的氧化还原特性。光谱电化学的研究结果表明,在—1.1V的外加电场作用下,该分子聚集体材料能够被迅速还原;停止外加电场的作用又迅速被氧化,同时,该氧化还原过程还伴随着颜色的变化。因此,该分子聚集体材料可用于制备基于氧化还原过程的分子开关。3.合成了含有多吡啶基团的配体pyterpy,并研究了它与金属离子(zn²⁺,Fe²⁺,Co²⁺,Sm³⁺,Eu³⁺和Tb³⁺在甲醇溶液中形成的配合物的光谱和能量转移性质。该配体在360nm处有很强的荧光发射,在浓度低于1.3×10^-5mol/l时,荧光强度随着浓度增大而增强,但随着配体浓度的增大(浓度大于1.3×10^-5mol/l)或者其他离子(例如Fe²⁺,Co²⁺的加入会被淬灭,配体的荧光几乎不会因为非电活性离子Zn²⁺的加入而受影响。配体的激发能可以转移到稀土离子上,尤其是Tb³⁺,从而导致了Tb-pyterpy具有很强的绿色荧光发射。因此,pyterpy不仅本身是一个潜在的荧光材料,也可以作为光吸收单元将吸收的能量转移到稀土金属离子上激发稀土金属离子的荧光发射。