由于配合物的结构丰富多样,而且具有良好的物理和化学性能而成为无机化学研究的热点之一。科学工作者也一直致力于对功能配合物结构的定向设计从而对其功能进行有效调控。低核配合物的结构便于设计和合成,而且有利于对功能机理进行研究,进而更好的发挥低核配合物的应用价值。本文利用双苯并咪唑及其衍生物配体,通过溶剂热法定向合成了一系列基于双齿螯合配体的铁（II）、钴（II）、镍（II）、锌（II）和Pt（II）的过渡金属配合物。通过X-射线衍射单晶技术、X-射线粉末衍射技术、紫外和荧光光谱、电喷雾质谱（ESI-MS）、核磁和密度泛函理论计算（DFT）等表征方法,结合结构与发光性质的关系,深入探讨了该类配合物在溶液状态下经过紫外光照射后,配合物的紫外和荧光光谱发生变化的原因,推断其原因可能是在紫外光的诱导下配合物发生顺反异构化。接着,再结合TG-MS对该类配合物在热解过程中的逸出气体成分进行分析,初步探索了单双核配合物可能的热解机理及其热解产物在电催化方向的应用。全文分为三章:第一章为前言,介绍了近年来低核配合物的研究进展及应用,质谱技术中电喷雾质谱和TG-MS质谱的工作原理及其在配合物研究中的应用,同时也介绍了本课题组利用质谱做的一些相关的工作;介绍了配合物热解机理的研究进展及其催化性能的应用探索。最后介绍了本论文工作的研究背景和进展。第二章以trans-1,2-双（1-R-苯并[d]咪唑-2-基）乙烯（R=H,L1;R=CH3,L2）和1,2-双（1-R-苯并[d]咪唑-2-基）乙烷（L’）为配体,在甲醇溶剂中,再以Fe Cl3·6H2O、Co Cl2·6H2O、Ni Cl2·6H2O、Zn Cl2为中心金属,在140°C中通过溶剂热的方法,成功获得了1{（cis-L1）Zn Cl2},2{（cis-L2）Zn Cl2},3{（cis-L’）Zn Cl2},4{（cis-L2）Fe Cl2},5{（cis-L2）Co Cl2},6{（cis-L2）Ni Cl2}。在DMSO溶剂中,对这些化合物进行紫外和荧光性质的测试过程中我们发现它们的吸收强度会随着紫外灯光照时间的不同而发生变化,为此,本章主要以化合物1和2为例,对其在溶液中时间依赖的紫外和荧光强度变化的机理进行了详细的研究。在365 nm的紫外灯光照1 min内,化合物1～2、4-6的荧光强度增强的倍数依次为2.75、5.10、6.54、3.37和2.29。首先,将L1和Zn Cl2在不同反应温度的得到沉淀物进行PXRD测试,证明只有在反应温度达到140°C后,才能能得到化合物1,表明配体要从反式变成顺式构型需要的能量比较高;接着,通过电喷雾质谱,测试了化合物1在甲醇溶剂中的加压质谱和光照下时间依赖的质谱跟踪,从加压质谱可以看出化合物1在溶液中稳定,另外在光照的情况下,可以发现随着光照时间的增加,质谱片段[1+（Solv）2-Cl]+的丰度也在增加,表明（cis-L1）Zn Cl2在被光诱导下转变成成反式异构体,有利于更多的溶剂分子（包括DMSO/H2O/CH3OH）与Zn2+的配位,形成更稳定的结构;再根据典型的质谱峰片段组成,这些可能的结构片段可以被完全优化,并计算出其对应的吉布斯自由能,DFT计算表明,相比于cis-L,Zn2+的更趋向于与trans-L螯合;并在光照射下cis-L更容易转化为trans-L。因此,从能量角度考虑Zn2+更有利于与trans-L的桥连模式。所有的结果都与ESI-MS的结果相一致。最后通过~1H NMR计算光异构化的转换效率,从质子峰面积的变化,我们可以算出约15%的trans-L1转变成cis-L1,化合物1在光异构化反应过程中的1的顺式构型到1的反式构型的转化率约为71%。由于化合物2中-CH3的存在阻碍了顺式→反式的转化,因此化合物2只有34%的转化效率,明显低于化合物1中71%的转化效率。这种通过螯合作用来固定不稳定的异构体的策略可以使用在开发新的光响应配位化合物中。论文第三章主要是将第二章中的化合物4、6、7进行热分解过程的探究。化合物4和6在热重测试过程中发现加热到800°C的后,剩余量大约为45%,远高于金属的含量,而且单独配体加热到800°C后失重完全,所以推测配体与金属盐形成单核配合物后,由于金属盐对配体具有固定的作用,提高了配体的热稳定性,而且在热分解的过程中,由于金属盐起到了催化的作用,导致配体在加热过程中进行了一系列聚合反应,形成了碳材料。为此,我们尝试通过TG-MS对化合物在热解过程的逸出气体进行检测,再结合PXRD、拉曼、SEM、TEM、XPS等方法对热解材料进行表征分析,从而推断化合物4和6可能的热解机理。接着再尝试探索这些热解材料的电催化性能。同时,使用N-甲基双本并咪唑乙烯配体（L2）与Pt Cl4溶剂热条件下得到了一个Pt2化合物,此化合物的剩余量约为74%,为此,采用与化合物4和6的相同方法对化合物7的热解机理进行探究,并通过比较3d金属与贵金属的热解过程,找出它们的区别。接着,将化合物4、6和Fe0.2Ni0.8在800°C热解后碳材料在1.0 M KOH的电解质溶液中进行电催化析氧反应（OER）,发现Fe0.2Ni0.8@NC-800的性能明显比Fe@NC-800和Ni@NC-800的好,其在10 m A·cm-2对应的过电势仅为290 m V,这也进一步说明了异质结构有助于提高材料的催化活性。另外,我们将化合物7热解后的样品在0.5 M H2SO4和1.0M KOH的电解质溶液中分别进行了电催化析氢反应（HER）性能的测试,经过比较发现,在这两种电解质溶液中均显示Pt@NC-800的性能最好,在0.5 M H2SO4中10 m A·cm-2对应的过电势为为40 m V、Tafel斜率为27 m A·dec-1,在1.0 M KOH中10 m A·cm-2对应的过电势为为26 m V、Tafel斜率为95 m A·dec-1,综合来看,Pt@NC-800在酸性条件下具有更好的电催化析氢性能。