多核过渡金属簇因其精美的结构和潜在的应用在分子磁材料、催化领域已经逐渐引起了很多的关注,多核异金属化合物由于配体的动力学和不同金属之间的协同效应而成为近年的研究热点。Science特刊提出的未来的重大科学问题之一“如何推动化学自组装”,组装过程研究是微观分子世界和宏观复杂功能体系之间的桥梁。由于反应过程变化多端,信息复杂多变,跟踪策略不易选择,对于了解和利用簇的组装、精确测定分子式以及在最初的反应物和最终产物中间可能的桥连反应物仍然是一个重大的挑战。分子簇内金属原子的分布通常很难通过现有的单晶技术手段来分辨,为了对重要的组装过程和机理有更清晰的理解,结合新的方法势在必行,例如,单晶和质谱技术的结合给组装机制的研究带来一个良好的契机。本论文中,笔者利用三齿螯合的西弗碱配体合成多例基于金属Ni、Co、Mn、Zn的系列七核碟状配位分子簇。结合单晶和电喷雾质谱（ESI-MS）手段对产物的结构和溶液行为进行了表征和分析,并对进一步部分组装过程的进行了探索。进而拓展了 Ni/Co/Mn基化合物在电催化产氧方面的应用,以及探索了 Zn基化合物的荧光性质,全文共分三章:（1）第一章为前言,介绍现阶段质谱技术在配位化学中的研究和应用现状;介绍近阶段荧光的几项比较新颖的应用;介绍水裂解的科学意义,以及多金属掺杂催化剂在OER中的应用。最后介绍了本课题的选题意义和研究进展。（2）我们选择在课题组前期工作基础上进一步引入Mn元素,构筑含金属镍、钴、锰的三金属掺杂簇。首先,探讨各金属离子的反应特性和竞争性是三金属掺杂研究的基础,所以我们对各单一金属（Ni、Co、Mn）、双金属（Ni&Co、Ni&Mn、Mn&Co）进行了同等实验条件下的对比。对于单金属,除了 Ni的产物是Ni1和Ni7的共晶产物[Ni7（LlH）6（OH）6][Ni（L1）2]（ClO4）2,Co 盐和 Mn 盐都可以得到最终的[M7（L1）6(OH6]（Cl04）2,（M=Co、Mn）;对于双金属体系,晶体经ICP-MS表征可知,金属比例基本都按照投料比分布。需要指出的是,在对Ni与Mn（3d5）的掺杂的过程跟踪中发现反应速度明显减慢,进一步通过采取NiZn（Zn 3d10）掺杂成功地捕获到四核中间体[Zn2Ni2（L1）4（OH）2Cl2],印证了该体系的组装过程Ni1→M2→M4→M7的正确性。在对单、双金属反应和组装过程有所了解之后,笔者进一步进行选择NiCoMn三金属掺杂,通过调变三乙胺得到两种金属离子分布的掺杂产物,[M7（L1）6（OH）6]（Cl04）2,（M=Ni、Co、Mn）,分别是Co:Ni:Mn=1:1:1,和2:1:1分布的晶体。并且拓展了碟状七核簇在电催化产氧方面的应用,通过对单、双、三金属的电化学性质对比,发现在同一碱性（pH=13.6）条件下三金属掺杂簇有更低的过电势（电流密度10 mA/cm2时,η=360 mV）和更小的Tafel斜率（?44 mV/dec）,说明其有较高的催化活性和催化效率。（3）另外,在本课题中也通过对溶剂、配体的调变,合成了系列的不同桥连配体的Zn7 化合物,框架[Zn7（L）6（μ3-X）6]（ClO4）2（L=L1,L2,L3,L4;X=OH、OCH3、N3）,并深入分析了该系列化合物的质谱,得出了内桥配体的取代和主配体的断裂规律。通过对其晶体质谱的表征与分析中,我们可以得到以下几点,首先各Zn7框架在质谱条件下稳定存在的同时,与Ni基和Co基的不同的是可以检测到低核数（三、四、五核）的峰,说明七核框架有少部分断裂,也正因为断裂的存在,在阴离子模式下也检测到很多低核数的峰;其次内桥同样存在着取代,取代的优先顺序为μ3-OH>μ3-OCH3>μ3-N3;基于同一内桥μ3-OH、不同配体（L1-L4）的Zn7化合物的质谱比较可以发现配体断裂的规律,O-R键要比N-R键要稳定,所以配体O/N上的烷基越多,断裂后所呈现的质谱峰就越复杂。同时,发现Zn7系列化合物在紫外灯能发出蓝色或者绿色的光,笔者就进一步对系列化合物的荧光进行了表征和对比分析。