氢能是替代化石燃料的最有潜力的可再生能源之一，而氢能的储存是制约高效利用氢能的瓶颈问题。拥有当前材料中最大的比表面积和最低的晶体密度的金属有机骨架材料(MOFs)在气体存储以及催化反应等方面有着巨大的潜在应用价值。利用氢溢流储氢被证实是增加纳米结构材料包括碳、沸石、MOFs材料在室温下储氢量的有效方式。从现有氢溢流储氢MOFs材料在室温下的储氢量的比较发现：不同MOFs材料在室温下通过氢溢流储氢的吸附量有较大差异。这个差异可能是MOFs材料的结构和表面性质的不同造成的，如：晶体尺寸、金属离子和有机配体单元等。为了探索影响MOFs材料上利用氢溢流储氢的主要因素，需要对MOFs的结构与性质之间的关系进行深入的研究，然而至今为止，有关MOFs材料的结构和表面性质对氢溢流储氢影响规律的研究报道很少。本论文旨在研究MOFs材料上利用氢溢流储氢的影响因素以及具有氢溢流功能的MOFs材料的制备新方法。为了探索MOFs的化学组成与其利用氢溢流储氢的相互关系，本文选取两组分别具有相似结构和相近比表面积的MOFs材料：一组是具有相同配体但不同金属离子的MILs材料（结构式为M(OH)BDC；M=Al, Cr, Fe和V, BDC=对苯二甲酸），通过氢气吸附量的比较可以得到金属离子对溢流储氢的影响规律；另一组是具有相同金属离子但不同配体的IRMOFs材料（结构式为Zn4OL3，L=对苯二甲酸、2-溴对苯二甲酸、2-氨基对苯二甲酸、2-硝基对苯二甲酸和2,5-二甲基对苯二甲酸），可以得到关于有机配体对溢流储氢的影响规律。通过对比纯MOFs和机械混合物Pt/C-MOFs材料在298K、7.3MPa下的氢气吸附量，发现第一组即具有不同金属离子的MOFs材料的氢溢流增加的吸氢量相近，表明金属离子对MOFs材料的溢流储氢性能影响不大；而第二组即具有不同有机配体的MOFs材料的氢溢流增加的吸附量具有较大差异。其中IRMOF-2材料（以2-溴对苯二甲酸为有机配体）具有最高的溢流吸附量，其次是含有硝基官能团的MTV-MOF-5-AE材料，溢流吸附量最低的是含有两个甲基官能团的MTV-MOF-5-AF材料。以上结果表明有机配体上具有强吸电子官能团的MOFs材料具有较高的氢溢流储氢量。使用密度泛函理论计算得出MOFs材料中具有吸电子官能团的氢化能比具有推电子官能团的强，理论计算的结果与实验结果较好地符合。由于MIL-101材料具有较大的比表面积以及良好的热、水稳定性，本文选取MIL-101材料作为溢流氢原子的接收体，采用不同的负载方法(如：过量浸渍法、等量浸渍法、有机溶胶法、沉淀沉积法和溶胶凝胶法)制备了具有不同负载量(1wt%、3wt%、4wt%和5wt%)的Pd/MIL-101材料。氢气吸附测试结果表明不同的负载方法以及不同的负载量对MIL-101材料上利用氢溢流储氢具有较大影响，其中储氢量最高的是采用过量浸渍法制备的3wt%Pd/MIL-101材料。这些研究不但扩展了利用氢溢流储氢的MOFs材料的制备方法，而且有可能对MOFs作为新型催化剂载体在催化研究领域的广泛应用起到促进作用。论文最后探索了MOFs作为催化剂在生物质能的催化转化方面的应用。生物质能源在储备量上是仅次于煤碳、石油、天然气的第四大能源，而且由于它具有来源广泛、可再生和环境友好等优点而被认为是可以替代化石能源生产大宗化学品的能源之一。乳酸是一种重要的化学原料，开发可再生生物质高效转化合成乳酸在化学工业上具有重要意义。本文利用MIL-101材料上裸露的Lewis酸性铬位，研究其作为催化剂在生物质糖类反羟醛缩合制备乳酸的催化作用。实验证明MIL-101材料确实能高效的催化该类型反应，在160℃，20atm氧气条件下得到的葡萄糖转化为乳酸的收率达68.9%。该方法不但能一锅法制备乳酸、环境友好，而且具有较高的乳酸收率，更为重要的是，该类型反应对L-乳酸具有高度选择性。