本论文的研究工作分为三部分：第一部分是三种铅硼酸盐化合物Pb4B6O13、Pb4B8O16和Pb6B10O21的结构、线性及非线性光学性能的研究；第二部分是五种卤素铅硼酸盐化合物Pb6B3O10X (X = F, Cl, Br)、Pb2(O4Pb8)(BO3)3Br3及Pb2(O8Pb12)(BO3)2Br6的合成、结构和物化性能的研究；第三部分是两种含有复合阴离子基团的化合物Rb5BS4O16及BaPbSi2O6·BaSO4的设计、合成及物化性能的研究。
1. 将含有立体活性孤对电子而导致易发生二阶姜-泰勒畸变的Pb2+金属阳离子与硼氧功能基团进行结合，采用高温溶液法合成了三种铅硼酸盐化合物Pb4B6O13、Pb4B8O16及Pb6B10O21，同时对三种化合物的结构进行了解析。化合物Pb4B6O13结晶于单斜晶系，非中心对称的空间群Cc(No. 9)；化合物Pb4B8O16结晶于三斜晶系，空间群为P(No. 2)；化合物Pb6B10O21结晶于单斜晶系的空间群C2/c(No. 15)。在三种铅硼酸盐化合物的结构中，BO3和BO4基团均通过共顶点连接形成二维层状结构，其中非中心对称化合物Pb4B6O13的粉末倍频效应与LiB3O5(LBO)相当并且能够实现相位匹配。
2. 采用高温溶液法在PbO-PbX2-H3BO3(X = F, Cl, Br)体系中合成了五种卤素铅硼酸盐化合物Pb6B3O10X(X = F, Cl, Br)、Pb2(O4Pb8)(BO3)3Br3及Pb2(O8Pb12)(BO3)2Br6。化合物Pb6B3O10X(X = F, Cl, Br)结晶于正交晶系，空间群为Pbcm(No. 57)，化合物Pb2(O4Pb8)(BO3)3Br3及Pb2(O8Pb12)(BO3)2Br6结晶于单斜晶系，空间群均为C2/c(No. 15)。五种卤素铅硼酸盐均含有OPb4和BO3基本结构单元，在化合物Pb6B3O10X(X = F, Cl, Br)中，孤立的OPb4和BO3基本结构单元通过共顶点连接形成“Zig-Zag”型∞1[(OPb4)(BO3)3]链状结构；而在化合物Pb2(O4Pb8)(BO3)3Br3和Pb2(O8Pb12)(BO3)2Br6中，OPb4四面体通过共边连接分别形成“Zig-Zag”型∞1[OPb2]链状和∞1[O2Pb3]带状结构，此类链状和带状结构在目前所有含铅氧合化合物中均属首次报道。对以上五种化合物的光学以及物化性能进行了研究。
3. 通过对Rb2CO3-H3BO3-(NH4)2SO4体系的研究，采用高温溶液法合成了含有零维[B(SO4)4]5-复合阴离子基团的化合物硼硫酸铷，Rb5BS4O16。该化合物结晶于四方晶系，手性空间群P43212(No. 96)，红外光谱测试结果验证了结构中阴离子基团的存在；紫外-可见-近红外漫反射光谱测试结果表明化合物Rb5BS4O16的截止边低于230 nm，差热/热重分析结果表明Rb5BS4O16是非一致熔融的化合物；首次以非卤素化合物BaSO4盐为模板，BaPbSi2O6为基础化合物，成功合成了含有复合阴离子基团的化合物BaPbSi2O6·BaSO4，红外光谱测试结果验证了结构中SiO4及SO4阴离子基团的存在；紫外-可见-近红外漫反射光谱测试结果表明BaPbSi2O6·BaSO4和基础化合物BaPbSi2O6的带隙相当；差热/热重分析结果表明BaPbSi2O6·BaSO4的热稳定性略高于BaPbSi2O6。