为了解决日益严重的能源需求及环境污染问题,氢能源的应用研究举世瞩目。氢能具有洁净、热值高、来源广泛等优点,是未来替代化石燃料的最佳能源之一。然而,氢气的产生和储存方法是目前限制氢能源实际应用的两大难题。目前产生氢气的途径主要有电解水及水煤气反应等,能耗较高且不够方便;氢气常温常压下为气态,且具有易燃的特点,其安全的储存和输运一直以来是研究的重点方向。近年来,将太阳能中的光能转化为化学能的光催化领域受到了研究者们的广泛关注,且得到了长足的发展。利用光催化反应制备、储存氢气是思路之一,其中存在两点亟待解决的问题:其一是如何提高光催化反应的效率,以满足实际应用的需求;其二是如何探究光催化剂的结构与催化反应性能之间的对应关系,为今后的催化剂设计提供一定的参考依据。针对以上问题,我们以金属-有机框架材料（MOF）为研究对象,探索MOF材料中结构因素对其光催化性能的影响,并在此基础上针对性地设计合适的MOF结构,以实现催化效率的提升。MOF材料是一类由金属或金属离子簇作为结点,有机分子作为桥连配体,通过配位键连接而成的晶态多孔材料,具有比表面积高,孔隙率高,拓扑结构丰富,结构易修饰等优点,以被广泛地用于光催化领域。MOF材料具有周期性的晶态结构,结构容易表征及模拟分析,适合作为平台探究光催化过程中的结构-性能关系,能为高效催化剂的设计提供指导,具有十分重要的意义。本论文的主要内容及创新点概括如下:1.以1,2,3,4-四氢喹啉的无受体脱氢反应为例,探究卟啉及卟啉MOF材料作为催化剂,在常温常压及可见光照射下实现1,2,3,4-四氢喹啉脱氢反应并释放氢气的可行性。我们发现,卟啉及卟啉MOF材料在这一反应中都具有光催化活性,其中采用卟啉MOF材料为催化剂时,反应结束后催化剂能够回收并重复利用,实现了异相光催化。此外,在进行了一系列对照实验及谱学表征之后,结合前人的工作,发现卟啉分子是这一反应的催化活性位点,并提出反应可能的机理。这一部分的工作对储氢、制药等领域的应用研究有一定的价值,更重要的是,为后续的构效关系研究打下了基础。2.在探究构效关系时,我们合成了一系列具有不同结构的卟啉MOF材料,并将其用于1,2,3,4-四氢喹啉的光催化脱氢反应。我们发现,催化性能随着催化活性位点之间的距离缩短而增强;定量地,在一定范围内,卟啉MOF的光催化TOF（turnover frequency）和卟啉活性位点之间距离倒数的平均值成线性关系。这一结论不仅有助于理解MOF材料在作为光催化剂时结构与催化性能之间的关系,而且为后继无机催化剂的选择与设计提供了一定的参考。3.在理解了卟啉MOF中催化性能和催化活性位点之间距离的关系之后,我们采用配体移除的方法,在高效的卟啉MOF材料MOF-525的特定晶体位点移除部分配体创造介孔,以达到改善底物扩散的目的,从而进一步提升催化性能。我们发现,在移除33%的配体后,MOF-525-J33样品在所有卟啉MOF中具有最高的催化性能,其TOF值高达29.5 h^-1。这一工作有助于扩展MOF催化剂结构的设计方法,为无机催化剂的合成及设计提供了一定的启发。