化学、物理、生物以及材料科学的发展带来对于开发新型具有有机、无机、生物三个领域功能材料的可能与需求，推动了有机一无机杂化材料的研究发展。功能有机一无机杂化材料被视为化学材料中最具前途的研究发展领域之一。 杂化材料因为能够充分展现有机、无机、生物以及各组分之间的协同作用而受到广泛青睐。杂化材料在微电子工业领域由于能有效的降低集成电路中的信号损失而越来越引起人们关注。高速集成电路中，随着集成密度与信号传输速度的增加，需要使用新的技术与材料将这些微电子器件进行互联与集成。现代微电子工业通过铜代替传统的铝作为导线提高导电率，以降低电路的电阻-电容信号延迟，同时也提出对于层间绝缘材料具有低介电常数的需求，来尽可能降低寄生电容，从而防止信号传输的延迟、噪音等。尽管在这一领域已经作了很多有效的研究，但目前还是很难研制出一种新型材料完全代替传统材料。 多酸化合物是由钒、铌、钽、钼和钨等过渡元素自身或相互间、或与其它元素间所形成的一大类阴离子型“分子态”金属氧化物簇。由于多酸化合物具有纳米范畴的分子尺寸和由d-π轨道和d-π电子所决定的特征电子结构，故表现出奇特的光、电、磁、催化及药理等特征，而有机化合物具有优良的分子剪裁与修饰性能，特别是有机共轭化合物作为新一代的光电材料，其结构和性质易于调控。因此两类化合物的化学结合，由于P-π与d-π轨道的相互作用，可获得性能优异的新材料。同时，钨硅多金属氧酸盐也是一种无机多孔纳米粒子，并且在合成有机-无机纳米复合材料领域作为构筑块能够显著的改善材料的性能。而且钨硅杂多酸盐的结构与半导体材料有一些相似之处，这些都启发我们利用其特殊的结构改善聚酰亚胺，环氧树脂的介电、热机械性能等。本论文介绍高性能聚酰亚胺/POM(polyoxometalates)以及环氧/POM的合成与性能研究。特别是杂化材料的介电性能。主要分为三个部分： 1合成了经典的Keggin型钨硅杂多酸K<,8>[γ-SiW<,10>O<,36>]，并在饱和的Keggin结构表面移去两个八面体形成Lacunary阴离子。带氨基基团有机硅通过亲电基团与K8[γ-SiW<,10>O<,36>]形成新型有机一无机杂化物前驱体[γ-SiW<,10>O<,36>(RSi)<,2>O]<4->。红外光谱(IR)表征杂多阴离子在有机化后结构发生的变化，为了进一步确定其有机化结构，我们对其进行多核NMR研究，<1>H NMR.液体核磁与<29>Si NMR固体核磁充分证明有机基团与杂多酸之间有效的共价键键合。光电子能谱(XPS)描述杂化物表面原子之间的比例确定杂化物的结构。 2研究了钨硅杂多阴离子通过表面有机化的双氨基与聚胺酸(PAA)中端基的双酐键反应，合成出一种新型通过共价键结合的有机一无机纳米复合薄膜。用红外、多核核磁、XPS等充分证明了有机一无机组分间的化学键相互作用。通过这种相互作用力使复合材料具有出色的相容性，通过紫外光谱的表征显示聚酰亚胺复合薄膜的透明性能得到很好的保持。从AFM以及SEM的形貌观察出，POM均匀分布于聚酰亚胺基体中。同时通过引入杂多酸阴离子很好的改善了材料的力学、热稳定等性能，特别指出的是材料具有令人惊叹的介电性质，10wt％POM介电常数为1.22，制备出目前最优异性能的聚酰亚胺复合介电薄膜。通过几种介电模型以及POM自身性质探讨了介电机理。 3钨硅杂多阴离子作为环氧固化剂与环氧树脂合成有机一无机纳米杂化材料。钨硅杂多阴离子的引入有效的改善了材料的介电性能，环氧树脂介电常数由5.35逐渐降低为2.97(10％POM)。同时材料的热性能也得到明显改善。我们运用正电子寿命淹没谱观察了材料自由体积的变化来解释其结构与介电性能之间的关系。