进入21世纪以来,能源危机和环境问题成为了人类急需解决的难题,为此人类一直致力于寻找新能源材料来解决目前的困境。其中最热门的一类由金属离子和有机配体连接而成的金属有机框架材料。金属有机框架材料（MOFs）由于其周期性结构可以被合理控制,均匀的孔隙率和前所未有的高表面积,与其他类型的材料相比,在过去的几十年里,MOFs得到了爆炸性的发展,并被广泛研究在气体储存/分离、传感和催化方面的潜在应用。MOFs中孤立金属离子（或团簇）中心周围可调谐的配体场意味着催化活性位点可以像均相分子催化剂（尽管可能存在晶体缺陷）一样定义明确,但其高活性位点密度和耐久性可以像非均相催化剂一样。事实上,MOFs中的多孔通道与可达活性位点相结合,可能比典型的多相催化剂具有更高的活性位点利用率。精心设计的MOF材料可能会在一个体系中融合多相和均相催化剂的优点。毫无疑问,从早期开始,人们就对使用MOFs催化产生了浓厚的兴趣,其中包括化学催化、光催化,以及最近的电催化。第一部分:综述了MOFs材料近些年在各个领域中的研究进展,尤其是在电催化领域中的应用,并以此为基础论述了本文的选题依据。第二部分:我们选择一个新的蝴蝶型羧酸配体（4,6-di-1H-1,2,4-triazol-1-yi-1,3-benzenedicarboxylic acid）为基础,这可以被视为一个间苯二甲酸（IPA）和两个1H-1,2,4-triazole（HTRZ）分子的组合配体,并且没有发现该配体有合成MOFs材料的先例。通过在溶剂热条件下成功合成了4种新的同等结构配位聚合物[M2（μ2-H2O）（DTBC）2](CTGU-26（M）,M=Zn,Cd,Co和Ni]。并对其结构、热稳定性、固态发光性能和电催化甲醇氧化反应进行了研究。特别是,MOF1（CTGU-26（Ni））与有机配体（HHTP）的结合,CTGU-26（Ni）/HHTP（2μl）样品在碱性介质中获得了高效的电化学MOR性能,其质量比峰值电流为(25.55 m A·cm-2)。有机配体（HHTP）的加入可能增强了CTGU-26（Ni）的电化学MOR活性,提高了CTGU-26（Ni）的电导率。这部分工作不仅为基于硝基杂环羧酸构造的新型配位聚合物的合成提供了设计策略,也为制备新型MOFs杂化聚合物在电催化体系中的应用开辟了新的思路。第三部分:本章节,我们选择用MOF复合材料来用于OER性能的探索。由于茂金属（MCp2,Cp代表环戊二烯基）是一个具有高稳定性和芳香性的富电子体系。在MCp2电子轨道,d轨道的参与扩大了环戊二烯环Ω-电子体系,从而使MCp2成为完美的供电子或载电子单元。当茂金属被注入MOF结构时,MCp2可以作为潜在的电子给体和载体来丰富MOF结构的电子密度。因此所选的MOFs非常重要,为了配合茂金属的性质,目标MOFs最好具有携带电子或接受电子的功能。因此,我们选择合成的一例具有大孔隙率的MOF2（Co-MOF）作为基础,通过水热法原位生长了新型Fc@Co-MOF复合材料,并将其用作OER电极材料。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和高分辨透射电镜（HRTEM）分析仪等分析手段,验证了Fc可以成功引入到MOF材料中,并通过两者的协同作用,具体表现在纯MOF虽然具有一定的导电性,但电子转移效率过低,而二茂铁正好可以充当电子载体,加速了电子转移,复合材料从而体现出高的电化学活性。在1M KOH的碱性条件下测试具有较高的比电容和良好的循环稳定性。在10m A·cm-2的电流密度下的过电势为217m V,Tafel斜率为41 m V·dec-1。同时在10m A·cm-2的电流密度下经过1000圈的循环后,电化学活性没有明显的衰减,具有良好的稳定性。这一工作为非贵金属材料取代贵金属材料作为电催化剂在未来的商业应用提供了良好的策略,同时也具备极大的潜力。第四部分:本章节主要合成了一种新型MOF3（Co-MOF）材料,并以此为基础合成了与其同构的Ni-MOF、双金属CoNi-MOF材料。通过文献调研得知泡沫镍这一极具电催化潜能的基底材料。并以此为基础,通过原位生长的方式使MOFs材料成功生长在了泡沫镍上。研究了纯MOF及其复合材料在UOR中的电催化应用。与纯MOF电催化剂相比,原位生长在泡沫镍上的MOF表现出高效的电催化性能,在0.1M KOH+0.33M Urea溶液中,CoNi-MOF@NF材料表现出在1.5V电压下14.35 m A·cm-2的电流密度。电催化活性的增强主要是由于MOF均匀生长在NF上以及NF基底提供了大的比表面积及导电介质从而提升了催化活性。这一工作为非贵金属材料取代贵金属材料作为电催化剂在未来的商业应用提供了良好的策略,同时也具备极大的潜力。第五部分:对论文工作做了总结和展望。