当今社会,能源危机和环境污染问题日益严重,迫使人们必须寻求和发展清洁能源和可再生能源来替代不可再生的化石能源。在下一代能源技术中,超级电容器和电催化分解水是两种重要的电化学能源存储和转换途径。超级电容器（SCs）是介于电解电容器和电池之间的一种新型储能器件,具有循环寿命长、可大电流充放电、很高的放电功率、法拉级别的超大容量、免维护、经济环保等优势,因此在新能源领域有广阔的发展空间。氢气是一种环境友好、资源丰富且能量密度高的可再生能源,是化石燃料的最佳替代品之一。电催化分解水制氢/产氧反应是一种简单高效的制氢方法,具有广阔的发展前景。因此设计高性能的电极材料和电催化剂是至关重要的。由无机金属离子和有机配体自组装形成的金属有机框架（MOFs）和它的衍生物,由于其独特的结构特点,如高表面积、组分可调、有序的多孔结构和丰富的活性位点,已经成为能源存储和转换中最具吸引力的材料之一。但是,它的导电性和化学稳定性较差,制约了这类材料的广泛应用。MXenes,是一组新兴的具有二维层状结构的前过渡金属碳化物或氮化物,具有优良的导电性,良好的机械稳定性和高表面积,有很大的发展潜力。将MXenes加入到MOFs材料中,可以有效的弥补其缺陷。因此,本论文设计合成了MOF/MXenes复合材料和它们的衍生物,并研究它们的超级电容器性能、电催化析氧（OER）性能和析氢（HER）性能,具体内容如下:第一部分:首先,对金属有机框架材料（MOFs）和二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）进行了概述;其次,对这两个材料目前在超级电容器领域和电催化分解水产氢/产氧领域的研究进行了论述;最后,阐述了本论文的选题依据和研究方向。第二部分:通过一个简单的溶剂热反应和温控退火处理,在泡沫镍上原位生长具有异质结构的Ni-MOFs/V2CTx复合材料,其中Ni-MOFs通过丰富的Ni-O-V桥键化学结合到V2CTx的表面,研究了不同温控条件下的复合材料的电化学性能。我们发现,在300℃下退火的复合材料（MOF/MXene/NF-300）在1 A g-1时提供了1103.9 C g-1的比容量。此外,设计的MOF/MXene/NF-300//AC混合超级电容器在746.8 W kg-1的功率密度下表现出46.3 Wh kg-1的高能量密度,以及15000次循环后电容保持率为118.1%,库仑效率为99.99%,展示出优异的循环性能。以上这些优异的性能主要归因于由Ni-O-V键连接的Ni-MOFs和V2CTx之间的强界面相互作用可以有效地调节组分的电子结构,提高电子传导性和化学反应活性。第三部分:通过溶剂热法制备Co-MOF/Ti3C2Tx前驱体,然后在普通N2气氛下进行热处理,得到具有颗粒状网络结构的Co基电催化剂（Co3O4/Co2Ti O4）。其中,650℃下的复合材料展现出最佳的析氧（OER）性能。在1M KOH的电解液中,过电位为280m V,tafel斜率为66 m V dec-1,并且可以在10 m A cm-2的电流密度下反应稳定性可以保持25 h。在热解过程中所产生的纳米颗粒暴露出了更多的活性位点,增加了电解液和电催化剂之间的接触面积,加快了化学反应速率;并且Co3O4中八面体位点上的Co3+,Co2Ti O4中八面体位点上的Co2+和Co-Ti键之间的协同催化作用对整个电催化析氧反应的正向进行都有一个促进作用。第四部分:以Ni2+、Co2+和V2CTx MXene为原料,通过溶剂热法合成Ni Co-BDC/V2CTx前驱体材料,然后在高纯氩气气氛下,经过热处理制备出纳米花球形貌的复合材料(Ni/Co/V2O3/Co1.5Ni1.5（VO4）2/C)。我们发现当热处理温度为550℃时,所得到的复合材料具有最佳的电催化析氧（OER）和析氢（HER）性能。主要表现为:在1.0 M KOH中具有出色的析氧性能,过电势为250 m V;在0.5 M H2SO4中具有优异的析氢性能,过电势为46 m V。以上优异的电催化性能主要归因于多组分之间的协同效应,极大地提高了电化学反应活性和稳定性。第五部分:对本论文的工作进行了总结和展望。