由金属离子或金属簇合和有机配体组装而成的一维金属-有机纳米管（MONTs）有着与碳纳米管相近的一维管状结构。其网格化学特质可实现孔径、形状和内壁功能化,在诸多领域充分展现出应用前景。由于管状结构在合成过程存在的复杂性与不确定性,目前的研究仍以材料合成与结构表征为主。故而如何通过合理的设计实现其功能化仍是巨大的挑战。因此,探索材料合成的组装机理,并通过前期设计优化和改进MONTs材料的性能至关重要。基于环状结构有利于组装纳米管与角度型二羧酸配体利于形成环状结构这两个特点,本文选取角度形配体,3,6-咔唑二甲酸为第一配体与金属铟,构筑金属环簇次级结构单元。通过不同的合成策略,制备出系列金属有机纳米管材料,并系统考察了内壁修饰不同官能团、孔空间分布调控与更高核金属环簇调控对框架稳定性与质子传输性能的影响,确立了结构与性能之间的关系。首先,通过选择金属环簇[In6（cdc）6]6+作为次级结构单元可实现1D MONTs构筑与内壁功能化。内壁羧基功能化的化合物FJU-106,在-20～70oC温度范围内展现出质子传导性能,为第一例在-20oC条件下有质子传导性质的MONTs,且在70oC时,质子传导率高达1.80×10-2S cm-1。FJU-106的质子传导率是FJU-105的10倍左右,主要归因于1D内通道高质子氢浓度建立了更广的氢键网络作为质子转移途径。其次,通过孔径分割（Pore Space Partition,PSP）策略,在化合物FJU-106的1D内通道中插入V字形的分割单元Co（H2O）2+,得到化合物FJU-107,实现更宽的质子传输温度范围。为第一例在-40oC到100 oC条件下有质子传导性质的MONTs材料。在100oC时,本征态质子导电率为8.62×10-3S cm-1。此外,质子导电性质表现出较强的湿度依赖性,在95%RH和50oC条件下,质子电导率高达3.10×10-3 S cm-1。再次,通过调控金属氧金属次级结构单元的类型实现管状MOFs的水热稳定性与质子传导性能的提升。化合物FJU-103由沿着c轴方向的三重螺旋金属氧金属链通过有机连接体桥联形成的管状结构。虽然,在室温条件下沿着c轴方向的单晶质子电导率为3.79×10-4S cm-1,但水、热稳定性极差从而限制了该材料应用。化合物FJU-113由“椅”型金属环簇次级结构单元通过配体间苯二甲酸-5-磺酸连接而形成的管状结构,直径为11.37（?）的1D内通道内壁由磺酸根修饰。该化合物展现出较好的水、热稳定性,在95%RH与70oC条件下,质子传导率高达2.41×10-2 S cm-1。最后,由硝酸钴、3,6咔唑二甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钠,合成了一例由3,6咔唑二甲酸桥连44核钴氧簇([Co8（CO2）12Co24（CO2）24（OH）24Co12（CO2）24（OH）24（H2O）12])次级结构单元的三维MOFs（FJU-108）。该次级结构单元为目前所报道的最高核钴氧簇,也是首例大于40核金属簇基3d-MOFs。化合物具备很好的热稳定性,在260oC时仍保持晶性。同时,展现出低温下的自旋翻转和微磁滞现象等两种类型的自旋倾斜反铁磁特性。