金属有机骨架材料作为一类高度有序的结晶多孔材料引起了人们的广泛重视。近年来,人们已经在MOF结构设计与可控合成、气体分离与储存、催化等诸多领域展开了卓有成效的探索与研究,并取得了诸多成果。然而,MOFs作为一类新型的功能材料,其在检测尤其是爆炸物快速检测,以及绿色电源和二次电池方面的应用研究很少,其中的关键科学问题也尚未解决。我们围绕开放骨架多孔材料的结构与功能开展研究,提出了新型MOFs设计思路与混配和缺位模板合成法、构筑出一系列结构新颖的MOFs材料,解决了MOFs材料结构稳定性不足和骨架位点活性较低等难题;首次提出了合成后聚合、金属置换和原位生长等方法,实现了MOF材料的功能化与复合化;揭示出MOFs结构与功能之间的关系,赋予MOF在爆炸物检测、原位催化转化、荧光传感和绿色储能等领域的新功能及特殊应用。