以三配位的有机硼及相关结构为平台,合成十多种配位能力、长度、电子和立体结构不同的吡啶和羧酸桥联配体；基于配位化学和超分子化学原理, 制备和组装孔洞尺寸多样化的金属-有机框架和笼, 实现对特定材料的结构和手性的可控制合成和调控, 探索和总结手性纳米结构形成过程各基本结构单元的电子和空间结构、配体的手性结构、材料的制备和组装方法与目标结构和性能之间的关系。利用三吡啶有机硼多齿配体与不同的金属Ag(I)盐自组装得到了三种具有不同的3-联结金属有机框架材料，其基本骨架是阳离子的聚合网络，其构成是螺旋桨状的配体L与三角形的Ag-N键恰当结合的必然结果； 稀土离子与三酸酸有机硼组装形成一个含有Nd4簇、十二连接的高稳定性的三维框架结构，可以在水相中催化多种有机反应；利用具有裸露的吡啶基团的三线螺旋体与金属离子组装成多孔框架，手性螺旋体在分级组装中，其自身的对称性和手性在三维结构中得以保持，并且进行了手性的传递和放大。以酸酸Co希夫碱为桥联配体与金属离子组装，合成了具有纳米孔道结构的3D框架，在环氧丙烷的动力学水解拆分中高的催化活性和选择性，反应的本征活性大幅度提高，甚至超过均相催化反应结果, 观察并研究了框架结构中催化的限阈效应和多相性；以扭曲的还原型金属希夫碱(Salan)为配体，与金属锌离子配位组装得到了手性多孔的螺旋八面体体笼，可以吸附拆分外消旋苯乙醇、苯乙胺和亚枫类有机分子，但是只显示出了中等的选择性。 在国际重要学术期刊发表SCI论文16篇(其中JACS 和Angew Chem论文4篇，Adv. Mater1篇，Chem. Soc. Rev.1篇， Chem Commun 3篇)。有2篇论文发表后别被Nature Chemistry选为研究亮点进行了评述，其中一篇被Angew. Chem.选作内封面。 2100433B

三配位的有机硼化合物, 因硼较碳低的电负性和空的pz轨道, 使其既是一个缺电子体系也是π电子的良好受体, 从而成为重要的有机光电功能材料。本项目以具有光学活性的三配位有机硼骨架为平台,设计合成多种配位能力、长度、电子和立体结构不同的桥联多齿配体(如吡啶和羧酸类等)；基于配位化学和超分子化学原理, 制备和组装具有缺电子特性且结构多样的手性金属-有机硼配位聚合物;研究合成手性材料的二级非线性光学和铁电性能, 揭示有机硼的电子诱导效应和手性诱导功能, 提升对手性的传递、放大和功能诱导过程的认识, 制备光电功能增强型有机硼基聚合物, 发展新的手性科学和技术;研究缺电子微孔金属有机硼聚合体系的吸、放氢性能，以美国能源部规定的6.5wt%储氢商业化的要求为基准，合成具有高比表面、孔洞尺寸适中、轻质的金属有机硼聚合物, 探索发展设计合成新型储氢材料的新方法和途径。

由于MOFs材料在多相催化、分子识别、气体存储、离子交换、功能材料等方面的巨大潜在应用已经成为当前研究的热点。镧系离子具有独特的光学和磁学性质，含有镧系离子的MOFs材料也受到了广大科技工作者的广泛关注。本项目设计并合成出功能化的有机配体，通过晶体工程的方法用这些有机配体把镧系单分子磁体单元组装得到镧系金属有机框架材料，系统地研究这类材料的结构和磁性，通过比较这些材料的磁性与镧系单分子磁体单元的磁性的不同，探索单分子磁体单元之间的相互作用和有机配体对材料磁性的影响，揭示这些材料中的磁作用机理。通过本项目的研究，可望得到磁性能优良的镧系金属有机框架材料，对更好地开发稀土化合物在光电信息功能材料领域的应用具有现实意义。

由于金属有机框架(MOFs)材料在多相催化、分子识别、气体存储、离子交换、功能材料等方面的巨大潜在应用，已经成为当前研究的热点。镧系离子具有独特的光学和磁学性质，含有镧系离子的MOFs材料也逐渐引起了广大科学家的兴趣。本项目从分子的几何构型、共轭性、取代基的电子效应等方面考虑设计并合成了具有平面大π共轭体系的含有多吡啶和多羧酸的有机配体，并与镧系离子进行组装得到了几十个镧系金属有机框架化合物材料，系统地研究有机配体的结构修饰对这些MOFs材料的结构和性能的影响规律，测定了这些MOFs材料的磁学性质，发现了几个单分子磁体，研究了单分子磁体的慢弛豫行为。通过本项目的研究，得到了一些镧系框架材料的单分子磁体，对更好地开发稀土材料在光电信息功能材料领域的应用具有现实意义。

碳硼烷化合物及其衍生物长期被应用于燃料、核辐射防护材料、分子识别、非线性光学材料和包括硼中子捕获癌症治疗在内的医药领域，所以此方面的研究始终活跃在现代化学的前沿领域。本项目在认识过渡金属化合物的结构和电子构型特性的基础上，开发出一系列结构新颖，含有S,S-，C,N-，C,C-型碳硼烷双齿配体的新型有机金属配位化合物。一方面，提出合成有机金属碳硼烷配位化合物的通用方法，研究其化学反应特征、配位结构特点；开发碳硼烷配位化合物新的反应，并通过制备新型含有金属-金属之间成键的同核或异核含碳硼烷配位化合物、设计合成碳硼烷配体的有机金属多核配位聚合物等途径拓宽碳硼烷过渡金属配合物的化学应用范围。另一方面，在设计合成一系列结构新颖碳硼烷过渡金属化合物的基础上，研究其潜在的催化应用性能，以及潜在的物理性质。并通过对这类化合物结构与性能关系的研究，合成和开发具有良好性能和应用前景的功能材料。