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化石能源不断消耗和环境污染日益加重,是21世纪需要解决的重大问题,未来社会的发展亟需能源结构的变革和优化。氢能作为众多可再生清洁能源中的二次能源之一,具有替代化石能源作为新能源载体的巨大潜力。电催化分解水作为一种理想的大规模制氢方式受到广泛研究,其中研究最为广泛、也最为成熟的是碱水分解,但是依然存在产氢过电势高、稳定性差的问题。众多水分解催化剂体系的研究中,在泡沫镍（Nickel foam,NF）等导电基底上直接生长催化材料受到了广泛关注,在这些催化材料中,金属有机骨架（Metal organic frameworks,MOFs）材料,由于其多孔、比表面积大等特性引起了大家的注意,尤其Co、Ni等过渡金属基MOFs材料,然而这些材料在电催化过程中的活性位点及催化机理一直不是很明晰。本论文通过水热法在泡沫镍基底上直接生长金属钴、镍基MOFs材料作为研究对象,分别应用于析氢反应和析氧反应,系统研究了热处理及电化学氧化对MOFs材料电催化分解水的促进作用。具体内容如下:（1）Co基MOFs碳化材料的析氢性能研究。本文通过一步水热法在泡沫镍表面生长Co2（OH）2BDC材料,随后氨气氛下热处理转化成氮掺杂碳包覆金属钴的核壳结构（Co@NC）,再经电化学活化在电极表面形成氢氧化钴和羟基氧化钴纳米线的混合物（Co OxHy）。催化剂显示具有与金属铂相接近的低的活化能,表征反应动力学的Tafel斜率以及在溶液中添加SCN-的中毒测试,都表明Co OxHy能够显著降低水的解离势垒,加速水解离成质子的过程（Volmer步）。此外,电极具有较大的电化学活性面积,意味着更多的催化活性位点;同时,电极表现出良好的析氢稳定性,表明热处理及电化学活化后催化剂的稳定性得到了提高。试验表明该种MOFs材料是良好的催化材料前驱体,制备的衍生催化剂具有活性位点多、不团聚的优点,在水分解制氢方面具有潜在的应用前景。（2）Ni基MOFs电化学氧化后的析氧性能研究。在电催化分解水中,阳极析氧反应是一个相对复杂的四电子耦合过程,涉及到多个产氧中间体（OH、O、OOH）,比析氢反应需要更高的外加偏压,是整个全解水反应的决速步骤,为了提升水分解的整体效率,对析氧催化剂的研究非常必要。基于前文Co基MOFs应用于析氢反应的研究,同样采用一步水热的方式在泡沫镍表面直接生长Ni基MOFs材料Ni（BDC）,通过电化学氧化原位转变形成高价镍的羟基氧化物,高价的金属镍在水氧化的过程中容易结合羟基（OH-）,从而促进产氧中间体的转化,加快水氧化动力学;对比发现线性伏安曲线氧化包对应的电子转移摩尔量与参与催化反应的催化剂摩尔量在一个数量级上,表明Ni（BDC）氧化坍塌后形成由碳限域、链接的整体,具有体相催化的特性,从而具有更多的催化活性位点;同时电化学活化后的电极表现出高的稳定性,在10 m A cm-2电流密度下持续产氧超过160 h,且催化剂的形貌、结构保持良好。该实验进一步表明了MOFs材料在电催化分解水领域潜在的巨大应用。