离子热合成法是近年来发展的一种以离子液体为溶剂介质的材料制备新方法。与传统的水热/溶剂热相比,离子热合成具有众多的优点,如离子液体不仅可以作为溶剂,还可以作为模板剂参与反应;反应可以在常压下进行,反应容器相对简单,消除了反应过程中产生的高压所带来的安全隐患;离子液体的可设计性强,种类繁多,可以在最大范围内满足新型材料合成的需要等。本论文选择系列烷基咪唑类离子液体为溶剂,利用其大阳离子的模板效应或结构导向作用,以及离子溶剂传递不对称信息的高效性等优势,成功构筑了多酸基无机有机复合物[RMI]n[POMs]和功能配位聚合物[RMI]n[MOFs]两大系列共计18个新颖化合物。系统考察了杂多酸阴离子簇,金属离子,有机配体,及离子液体种类等对目标化合物结构的影响,对所合成化合物进行了单晶结构分析、X-射线粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、紫外-可见漫反射光谱、循环伏安、荧光光谱、铁(介)电性能及光催化降解染料等全面的理化性能研究。具体研究工作如下:在离子热条件下,考察了不对称烷基咪唑阳离子与高对称性的α-Keggin型[PW2O40]3-和[SiW2040]3-杂多酸阴离子簇的自组装反应,通过调控反应温度、原料配比、反应时间及烷基咪唑离子液体中取代基的长度等条件,成功合成了 6个具有[RMI]n[POMs]结构类型的无机-有机复合物。化合物1-6结构均为由烷基咪唑有机阳离子和多酸无机阴离子簇通过复杂氢键连接而形成的三维超分子结构。随着咪唑环上烷基链长度的增加,有机阳离子与大体积无机阴离子簇之间的C-H…O氢键连接方式发生改变,最终导致化合物的三维超分子结构发生变化。化合物1-6均显示了良好的光催化性能。以烷基咪唑离子液体为溶剂,在离子热条件下研究了芳香多羧酸类有机配体与过渡金属离子的自组装反应。选择系列具有高对称性,配位模式多样性的芳香多羧酸为有机配体,如均苯四甲酸,1,3,5-苯三甲酸,3,5-二(4’-羧基苯基)苯甲酸,3,5-二羧基-(3’,5’-偶氮苯二羧基)苯和异烟酸等,以Zn,Cd和In为金属中心,调控金属和配体的化学计量比,反应温度、反应时间及离子液体种类等,成功合成了 12个从一维到三维结构的配位聚合物。在配合物7-9的合成过程中,离子液体仅作为溶剂;在二维层状化合物10的制备过程中,离子液体不仅作为溶剂,而且阴阳离子共同存在该化合物结构中;一维链状化合物11和12同构,离子液体作为溶剂的同时,卤族阴离子与金属中心In配位;1-乙基-3-甲基咪唑阳离子作为模板剂诱导铟原子和1,2,4,5-BTC配体自组装生成三维多孔金属-有机骨架化合物13和14,二者均具有沿c-轴方向的一维孔道,呈现类似的棍状堆积拓扑结构;在金属Zn与1,2,4,5-BTC配体的自组装过程中,咪唑离子液体取代基的变化成功诱导了四个基于三核锌簇的三维多孔超分子异构体阴离子骨架化合物(15-18),充分体现了离子液体的优良模板效应。配合物15为首例在离子热条件下制备的具有高介电常数的非心铁电化合物,两个晶体学独立的[EMI]+阳离子形成类似DNA双螺旋链结构,从而诱导苯四甲酸与Zn2+组装生成具有相同螺距的左旋和右旋的螺旋链,螺旋链相互连接最终形成结晶于非心空间群的三维结构。该化合物呈现近似于KDP的NLO效应,电滞回线研究表明其饱和极化强度Ps为48.73 nC cm-2,剩余极化强度Pr为17.93 nC cm-2,矫顽电场强度Ec为0.21 kV cm-1,介电性能研究显示该化合物具有极高的介电常数(5.6 × 106,105.5℃,100 Hz)。化合物15-18同时具有良好的光催化性能。综上,由于离子液体种类繁多,可设计性强,新颖的离子热合成方法为晶体工程的发展提供了更为广阔的研究空间,但有关离子热合成的研究非常有限,存在众多需要深入探讨的问题,本论文工作的开展为深入了解离子热合成,阐明其反应机理提供了丰富的实例,对推动离子热合成的广泛应用具有积极的意义。