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随着经济的发展,能源危机带来的影响越来越明显。一方面,作为主要能源的石油、煤等化石燃料日渐消耗,必然面临资源匮乏的危机。另一方面,化石燃料的大量使用带来很多环境污染,例如,雾霾、海水上涨以及气候变化等问题在世界范围内日益突出。为解决能源短缺以及环境破坏问题,改变现有的能源结构,开发新能源和存储新能源势在必行。超级电容器（Supercapacitor）,又称电化学电容器（Electrochemical Capacitor）,因其长久的循环寿命及快速的充放电能力在电化学储能领域占据重要的地位。另一方面,电化学电解水产氢能是能源转化的热点之一。两者的关键技术均是如何制备高效的电极材料。金属-有机框架物（Metal-organic frameworks,简称为MOFs）因具有高度有序的结构,丰富的孔道特性,高度分散的金属中心,结构的可控和种类多样性,已逐步被应用到超级电容器的电极材料及水电解催化析氢析氧的催化剂。本文主要围绕含氮类有机配体与过渡金属MOFs材料的合成及其电化学性能研究。主要工作如下:1、利用CuX（X=Cl,Br,I）与三吡啶羧酸通过水热法一步合成三种新颖的Cu-MOFs材料,命名为Cu-MOF-1,Cu-MOF-2和Cu-MOF-3。分别对新材料进行X射线单晶衍射、红外光谱、X射线粉末衍射等结构表征,通过循环伏安、恒电流充放电等对其电化学性能表征。结果表明,在6 M KOH溶液中,Cu-MOF-1与Cu-MOF-2均具有较高的比电容和良好的循环稳定性。在0.5 A·g-1的电流密度下,Cu-MOF-1和Cu-MOF-2的比电容分别为1148 F·g-1和688 F·g-1。在10 A·g-1电流密度下循环2000圈后Cu-MOF-1的比电容保持率为90%。而在同样的电流密度下,Cu-MOF-3的电容值仅仅为122 F·g-1。造成这一差异的主要原因Cu-MOF-1和Cu-MOF-2的结构中存在一维通道,适当的表面积和孔隙率利于电子传输,有利于提高材料的比电容。2、利用硝酸镍与环三膦腈衍生物配体（H6L1）通过水热法成功地合成了一种三维高度有序Ni-MOF,[Ni3（H2O）（bpy）3（L1）]。进一步将合成的Ni-MOF材料作为模板通过高温（500、600、700和800℃）无氧煅烧,得到一系列多组分Ni/P/N/C衍生材料,标记为Ni/P/N/C-500、Ni/P/N/C-600、Ni/P/N/C-700和Ni/P/N/C-800。分别对这一系列的材料进行IR、XRD、SEM、XPS等结构表征及电化学性能测试。结果表明:煅烧后的Ni/P/N/C衍生材料与原来纯MOF形貌保持一致。Ni/P/N/C衍生材料的比电容显著提高,优于纯Ni-MOF材料。当电流密度为1 A·g-1时,Ni/P/N/C-500的比电容可高达2887.87 F·g-1,在10 A·g-1的电流密度下循环5000次后,比电容保持率为90%。Ni/P/N/C衍生物的高效储电能力主要是来源于原始MOF模板的结构和有序排列多组分的协同效应所致。3、利用硝酸钴与三吡啶羧酸通过水热法合成出一种Co-MOF。利用Co-MOF为前驱体,控制硫源,硫化时间以及硫化温度等,合成一系列硫化钴。分别对这一系列的材料进行IR、XRD、SEM等结构表征及HER和OER性能测试。结果表明:温度为60℃,反应6小时,无机硫源硫化Co-MOF的析氧析氧反应过电位最低,电催化效果最佳。在电流密度为10 mA·cm-2,Co-MOF-S-60的HER的过电位为178 mV,OER的过电位为346 mV,相比于纯Co-MOF的析氢析氧性能有了提高。通过双电层电容测试表明硫化后电极材料的催化比表面积增大1倍。