配位聚合物(Coordination Polymers,CPs)由金属离子和多齿有机配体构筑而成,具有丰富的拓扑结构。作为一种新型材料,其在吸附与分离、荧光、催化等方面具有广阔的应用前景,故而其设计与合成在近年来受到了非常多的关注。多吡啶(多咪唑)和多羧酸类化合物是经常被用来构筑配位聚合物的配体,其中含氮配体最常用到的为双齿配体,而四齿或更多齿的氮配体却使用的不多。最近,我们致力于合成由四齿含氮配体和多羧酸构筑的配位聚合物,并研究它们的物理、化学性质。本论文主要选取了两种四齿含氮配体tetrakis(4-pyridyl)cyclobutane(tpcb)和tetrakis[4-(1-imidazolyl)phenyl]methane(tipm),它们分别与多种金属盐以及多羧酸自组装,得到一系列配位聚合物。根据这些化合物的特点,我们分别研究了相应化合物的荧光性能、光催化降解有机染料性能以及吸附缓释性能。主要结果简述如下：一、以金属CdSO4或Cd(NO3)2和四齿含氮配体tpcb分别在溶剂热和室温条件下得到4个结构不同的产物{[Cd3(tpcb)2)(η-η-μ-SO4)2(H2O)6]SO4·16H2O}n(1), {[Cd(tpcb)0.75(OH)(H2O)2](NO3)}n(2),{[Cd2(tpcb)(SO4)2(H2O)6]·2MeOH·3H2O}n(3)和f[Cd(tpcb)(NO3)(H2O)2](NO3)}n(4)。1、2和4是三维配位聚合物,而3是一个维链状化合物。在这4个化合物中,tpcb配体具有不同的配位构型。在溶剂热条件下得到的化合物1和3中,tpcb配体是rtct-构型,在常温扩散条件下得到的2和4中,tpcb是rctt-构型。通过紫外漫反射光谱分析,发现者四个化合物对紫外光有较好的吸收,能隙值均小于3.4 eV,因此可以作为光催化剂利用紫外光进行光催化反应。光催化活性通过紫外光下降解水溶液中三种有机染料(甲基橙(MO)、甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB))进行研究。其中,2和4的催化活性较好。此外,在金属Cd(Ⅱ)/tpcb体系中引入1,3-H2BDC或5-NO2-1,3-H2BDC作为第二配体进行水热反应,分别得到了两个结构截然不同的三维配位聚合物[Cd(tpcb)0.5(1,3-BDC)]n(5)和{[Cd2(tpcb)(5-NO2-1,3-BDC)2(OH2)2]·4H20}n(6)。5是三维(4,4)-连接的,而6是三维(3,4,5)-连接的。在6中,尽管羧酸5-位上的N02既没有与Cd(Ⅱ)配位也没有与H20相连,与5相似的反应却得到完全不同的三维结构。5和6中的羧酸表现出两种不同的配位模式,同时也使得两个化合物的荧光性质差异巨大。二、通过微波加热的方法成功地高效合成了tipm配体。通过溶剂热反应,tipm、 1,3-H2BDC和Zn(Ⅱ)/Co(Ⅱ)盐反应得到两个异质同构的三维配位聚合物[Zn2(tipm)(1,3-BDC)2]n(7)和{[Co2(tipm)(1,3-BDC)2]·0.5CH3CN)n(8)。在溶剂热过程中向7掺杂不同含量的Co2+离子,可以得到两个异质同构的配位聚合物{[Zn(2-2x)Co2x(tipm)(1,3-BDC)2]·bH2O}n(x=2.4%,b=0 for 9；x=23%,b=1 for 10)。研究了这四个配位聚合物光催化降解RhB的活性。在紫外光下,7和8对降解RhB表现出很好的光催化活性。当7中的Zn被Co部分取代之后得到的两个掺杂的化合物9和10都表现出比7和8更高的光催化活性。此外,我们将1,3-H2BDC换成二苯甲酮-4,4-二羧酸(H2BPDB),与tipm和Co(Ⅱ)进行溶剂热反应,得到两个异质同构化合物{[Co(tipm)(H2O)2](BPDB)·2(CH3CN)}n(11)不{[Ni(tipm)(H2O)2](BPDB)·2(CH3CN))n(12)。在紫外光(365 nm)下,11和12均能降解有机染料MO和RhB,且催化效率类似。三、由Ni(Ⅱ)盐,tpcb配体分别和5-R-1,3-H2BDC(R=CH3,NH2,HSO3)进行溶剂热反应得到三个多孔配位聚合物{[Ni2(μ2-OH2)(tpcb)(5-R-1,3-BDC)2]·xH2O}n(R= CH3(13),NH2(14),HSO3(15),x=10(13,14),9(15))。其中最稳定的配位聚合物13可以在在加热或真空条件下脱去溶剂水得到多孔材料[Ni2(μ2-OH2)(tpcb)(5-R-1,3-BDC)2]n(16),16可在固态条件下吸附碘,转化为{[Ni2(μ2-OH2)(tpcb)(5-CH3-1,3-BDC)2]·xI2}n(xI12@16)。我们对其进行碘的吸附和缓释动力学性能研究。实验发现16有较高的碘吸附量,单位分子可以吸附约3个碘分子。且有较慢的缓释速率,12小时释放完全。在前半小时内,几乎符合零级动力学特征,释放速率达到2×10-6 mol·L-.min1·。16还可以吸附有机分子对苯醌(Q)转化为Q@16。此外,在Ni(Ⅱ)/tpcb的反应体系中使用1,4-H2NDC作为第二配体替换5-R-1,3-H2BDC,得到三维配位聚合物{[Ni2(μ2-OH2)(tpcb)(1,4-NDC)2]·8H2O}n(17)。当换为Co(Ⅱ)盐后,得到同样结构的三维配位聚合物{[Co2(μ2-OH2) (tpcb)(1,4-NDC)2]·8H2O}n(18),且有较好热稳定性。