面对全球化石燃料日益枯竭以及大规模消耗化石燃料带来的环境污染和温室效应等问题,寻找清洁可持续能源已经成为全球科学家的研究重点,其中氢能凭借燃烧热值高、清洁无污染等优点成为人们关注的焦点。在实际应用过程中的众多生产技术里电解水分解制氢凭借其清洁、高效的优点,越来越受到人们的青睐。在电催化分解水中,析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是两个重要的半反应,在进行反应过程中需要能量的输入来克服电化学过程中由水生成氢的障碍,即过电势。在实际生产中则需要电催化剂来降低过电势,以降低生产环节的能耗与成本。为了取代贵金属电催化剂,我们设计合成了一系列MOFs及其衍生物以研究其结构及在电催化反应中的机理。本论文的主要研究内容如下:(1)通过使用过渡金属与咪唑类配体设计合成了一组具有新颖的柱状层结构的杂化沸石咪唑骨架(HZIF-2系列),使用2-丙基咪唑或2-异丙基咪唑作为咪唑配体,在相似条件下成功合成了八个同构HZIF-2化合物,分子式为[M5(im)6(TO4)2]n(M=Zn 或 Co,T=Mo 或 W,im=2-pim 或 2-ipim),此类化合物此前从未报道过,是一种新的HZIFs拓扑结构,丰富了 HZIFs的种类。对于HZIF-2系列样品我们进行了一系列的测试与表征,发现HZIF-2系列样品相较于已报道的MOFs材料具有良好的化学稳定性和热稳定性。其中,HZIF-2-CoMo-pim原样品无任何后处理,直接用于电催化分解水时表现出出色的析氧反应催化性能,是一例高效稳定的电催化剂。(2)开发了一种简单的方法来合成负载Pt纳米颗粒的CoMo-双金属N掺杂碳材料的高效电催化剂,选取杂化沸石咪唑骨架(HZIF-1-CoMo)原位均匀的包裹Pt纳米颗粒,形成了 Pt@HZIF-CoMo的前驱体,得到均匀分散的Pt催化剂。对材料进行800℃煅烧得到负载4.70%Pt的PtCoMo@NC,其中金属钴、碳化钼、Pt纳米颗粒均实现高度分散并嵌入PtCoMo@NC的介孔N掺杂碳基体中,在1-14的pH范围内PtCoMo@NC均表现出与商用20%Pt/C相当的HER催化性能。但商用Pt/C无法长时间使用,PtCoMo@NC在酸、中、碱均实现连续电催化12小时性能几乎无衰减的长久耐用性,说明此类催化剂具有一定的工业应用潜力。