در این رساله سنتز چارچوب های فلز-آلی جدید از سرب (ii) و بررسی ارتباط میان بعد ساختار بلوری چارچوب های فلز-آلی با بعد نانومواد حاصل از آنها، مهندسی بلور پلیمرهای کوئوردیناسیونی سرب(ii)، بررسی انتقالات ساختاری حالت جامد و تبدیلات بلور به بلور از طریق واکنش های پساسنتزی تعویض آنیون مورد بررسی قرار می گیرد. بررسی ها نشان می دهد که آنیون نیترات قابلیت تعویض با انیون های دیگر نظیر کلر، برم، تیوسیانات و ... را دارد. مطالعه جذب آلاینده های زیست محیطی نظیر ید، رنگهای کاتیونی و آنیونی در چارچوب های فلز-آلی جدید سنتز شده انجام شده و بررسی اثر اندازه حفرات و برهم کنش های موجود و همینطور اندازه ذرات در جذب آلاینده ها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که چارچوب های فلز-آلی با حفرات بزرگتر قابلیت جذب الاینده ی بیشتری را دارند و چارچوب های فلز-آلی در ابعاد نانو مقدار کمتری آلاینده جذب خواهند کرد چرا که اندازه حفرات کوچک شده است و از طرفی واجذب ید و یا رنگها با سرعت بیشتری در این دسته مواد انجام خواهد شد زیرا حفره ها در دسترس تر هستند. برهم کنش های پیوند هیدروژنی نیز در جذب آلاینده ها بررسی شده است، چارچوب فلز-آلی با حضور مولکول های آب در ساختار باعث بزگتر شدن حفره در ساختار و همینطور ایجاد پیوندهای هیدروژنی خواهد شد که منجر به جذب بالاتر آلاینده ها خواهد شد. مطالعه جذب گازهای دی اکسید کربن و متان در برخی از چارچوب های فلز-آلی سنتز شده مورد بررسی قرار گرفته است. در این مورد نیز چارچوب های فلز-آلی با حفرات بزرگتر مقدار بیشتری گازهای متان و دی اکسید کربن را جذب می کنند. در ضمن ترکیبات سنتز شده انتخاب پذیری بیشتری برای جذب گاز دی اکسید کربن در مقایسه با گاز متان نشان می دهند. مطالعه خواص کاتالیزوری ترکیبات سنتز شده و اثر بارگذاری نانو ذرات فلزی بر روی آنها نیز انجامشد. ترکیبات پایه با مرکز فلزی سرب توانایی کاتالیزور واکنش اکسایش استایرن را نشان داده اند و برعکس دیگر واکنش های کاتالیزوری مشاهده شده، انتخاب پذیری شان در برابر بنزالدهید بوده است. بررسی واکنش های کاتالیزوری با کاتالیزور ها در ابعاد نانو باعث افزایش انتخاب پذیری شده است. بارگذاری نانو ذرات فلزی کبالت، منگنز، پالادیوم و ایریدیوم برای بهبود خواص کاتالیزوری انجام شد ولی بررسی ها نشان داد که بارگذاری نانو ذرات باعث پر شدن سایت های فلزی فعال کاتالیزور شده و خصلت کاتالیزوری را کاهش می دهد.