按照结构划分,金属有机骨架（MOFs）可分为一维链,二维层和三维骨架结构,并且其具有比表面积大、配体配位方式多样化等特点。因此可广泛应用于气体吸附与分离、化学传感和磁性等领域。但是,如何设计合成一种具有预期结构和功能的MOFs仍是一个重大挑战。其中,配体的选择尤为重要。本论文中选择3,3’,5,5’-偶氮苯四羧酸（H₄abtc）配体作为有机配体,它具有以下特点;第一,它是一种高对称的长刚性配体,有利于节点和骨架的稳定;第二,它具有四个羧酸基团,可部分或全部去质子化,以多种配位模式（单齿、多齿和螯合）与金属中心连接。第三,它包含芳香基团的共轭π体系,可与3d、4f中心离子构建化合物,用于磁性或发光材料制备。通过H₄abtc配体与不同3d、4f金属离子自组装,本文合成了七个化合物,并详细讨论了金属离子的种类和溶剂对骨架结构的影响。另外,根据它们的结构特点,本文对其在气体吸附与分离、金属离子传感和磁性性能方面进行了研究。主要包括以下两个部分:（1）通过溶剂热法,利用不同过渡金属离子的硝酸盐与H₄abtc配体反应,成功合成了三个3D化合物,{[Co₂(ao_0.34btc)（DMF）₃]·3DMF}_n（1）,{（Me₂NH₂）₂[Mn₁₂（OH）₄（abtc）₆（DMA）₆（H₂O）₆][Mn（H₂O）₄]·36H₂O}_n（2）,{[Zn₃（abtc）_1.5（H₂O）_2.5（DMA）_0.5]·5DMA·2CH₃OH}_n（3）。在化合物1中,ao_0.34btc^4-配体连接[Co₂（CO₂）₄]次级构筑单元（SBU）形成PtS拓扑类型的3D结构。在化合物2中,abtc^4-配体与[Mn₃OH（CO₂）₆]SBU连接形成soc拓扑类型的3D笼。而化合物3由两种[Zn₂（CO₂）₄]SBU组成,在abtc^4-配体的辅助下形成NbO类型的笼。磁性测量揭示了化合物1和2中存在反铁磁相互作用。化合物3的发光研究表明其具有优异的Fe³⁺传感能力。（2）本文利用H₄abtc配体与不同的稀土金属离子进行溶剂热反应,成功制备了四个同构的2D化合物4-7,分别是Ln₂（abtc）（DMF）₅（NO₃）₂·DMF(Ln=Tb³⁺,Eu³⁺,Gd³⁺,Sm³⁺)。在化合物4-7中,两个晶体学独立的Ln³⁺与abtc^4-配体连接形成二核簇,每个二核簇连接4个abtc^4-配体,进而形成4,4-连接的sql类型的拓扑网状结构。化合物6的磁性数据表明,在相邻的Gd³⁺之间存在反铁磁相互作用。本文结果表明H₄abtc配体与顺磁的Co²⁺离子可以构筑PtS拓扑类型的3D结构,而与Mn²⁺离子可以构筑soc拓扑类型的3D笼,顺磁离子之间显示反铁磁相互作用;当与3d¹⁰的Zn²⁺离子配位,可以形成NbO类型的笼,显示出对Fe³⁺传感能力;与不同的稀土金属离子结合可以构筑出sql拓扑类型的2D网状结构,Gd³⁺离子配合物表现出反铁磁性能。对于H₄abtc配体,利用不同的3d、4f金属离子和溶剂可以构造不同结构与性能的MOFs材料。