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金属有机骨架材料(MOFs)是一类具有网状结构、孔道均一、孔径可调且具有巨大比表面积。由于具有丰富的空间拓扑结构,以及独特的光、电、磁等性质引起了研究者的广泛关注。尤其在发光性能上具有传统发光材料不可比拟的优势。MOFs作为固态发光材料由于结构的课预测性能提供独特的发光平台。MOFs的发光有直接来自配体的发射,金属中心发射,也有电荷转移发射(如,MLCT、LMCT、LLCT),还有客体分子诱导发光等。发光MOFs在传感器,感光材料,光电池等方面均有潜在的应用。本文对MOFs的发光性质采用相对论密度泛函理论(DFT)和相对论含时密度泛函理论(TDDFT)的方法进行了认真的研究。研究的主要内容如下：(1)我们选择了多功能发光金属有机骨架MOF-5作为研究体系。研究了它的的电子激发态行为和发光性质。过去关于MOF-5的发光机理在实验上已经提出两种不同的观点。有人认为是ZnO量子点发光；有人则认为是基于配体的发光。而我们通过前线分子轨道和电子组态研究表明它的发光电荷转移是配体之间的电荷转移(LLCT)。进一步从电子激发态下的构型看出,ZnO量子点为刚性,只是配体部分发生了变化,这也说明配体上的电荷发生了转移。而且通过苯环和与其相连的Zn,O和C组成的六元环在基态和电子激发态都具有良好的共平面性共平面性揭示了MOF-5发光的原因。(2)我们选择分子内具有丰富的氢键和π-π堆积弱相互作用的MOF[Ag(4,4’-bipy)n[Ag(HBTC)]n。这些弱相互作用和本生的发光也有密切联系,还可能导致荧光的淬灭。我们研究[Ag(4,4’-bipy)n[Ag(HBTC)]n的电子激发态行为和发光性质,证实了它的发光机理是配体之间的电荷转移(LLCT),否认实验上猜测的金属-配体的转移(MLCT)。优化了电子激发态下的几何构型,发现氢键C1-O1…H-05和配位键Agl-O1在电子激发态下减弱。由于该氢键和配位键是发光电荷转移的通道在电子激发态下加长不利于电荷转移,从而有利于发光。(3)最后我们还对金属有机骨架MFU-4的电子激发态行为和发光性质做了研究。对它的前线分子轨道和电子组态分析,结果表明它的发光机理是LLCT,和实验结果一致。在电子激发态下,Zn-N配位键的加强导致N-N键的减弱,从而电荷转移的通道加长使得配体间的电荷转移更加困难,促进了它的发光。