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金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)作为周期性的有序多孔晶体材料，因其具有结构多样性、可调性、柔软性及化学可修饰性等优良性能，现已广泛应用于气体存储、吸附分离、催化反应、光电磁学材料、生物应用（如药物输送）等研究领域。本论文以新型多孔材料材料在电化学方面的应用为目标，通过对MOFs和COFs材料进行合理的设计和功能化，制备具有高效电化学性能的新型多孔材料，并研究其在电化学传感和催化领域的应用。具体工作概括如下: (1)基于沸石咪唑酯框架材料的活体电化学传感:设计合成了五种具有不同拓扑结构、官能团、比表面积、金属中心以及孔径的沸石咪唑酯框架结构(Zeolitic Imidazolate Frameworks,ZIFs，依次为ZIF-7,ZIF-8,ZIF-67,ZIF-68和ZIF-70)，研究了它们对亚甲基绿(MG)和葡萄糖脱氢酶(GDH)的吸附性能。结果表明，ZIF-70的吸附性能最好。因此，发展了基于ZIF-70的传感器，并将其成功用于鼠脑内葡萄糖的活体分析。该研究为基于MOFs的生物电化学传感提供了简单而有效的方法，同时为活体在线电分析化学的进一步发展提供了新平台。 (2)基于金属有机框架的氧还原电催化剂:选取含有钴卟啉的MOF材料，以多壁碳纳米管(MCNT)或氧化石墨烯(GO)作为导电基质，采用原位生长的方法合成了具有高效氧还原催化性能的MCNT@Co-MOF和GO@Co-MOF，并系统比较了两者的结构性能关系。结果显示，GO@Co-MOF对氧还原的电催化性能要明显优于MCNT@Co-MOF。对此我们认为，一方面是因为两者的导电性不同，另一方面Co-MOF在导电材料上排列方式的不同也会导致其催化性能的差异。本研究不仅为发展新型的非贵金属氧还原电催化剂提供了新的途径，也为MOFs材料用于电催化领域提供了新的思路。 (3)基于热解共价有机框架的氧还原电催化剂:设计合成了基于钴卟啉的COF材料，并以其为前体，在900℃下氮气氛围中通过热解制得Co/N/C纳米材料(Co-COF-900)。电化学实验表明，Co-COF-900在碱性溶液中具有优异的电催化氧还原性能，在催化氧气的四电子还原的同时不受甲醇的交叉干扰，其催化起始电位和催化电流与商品化的20％ Pt/C相当。本研究为发展新型的不含贵金属的高性能氧还原电催化剂提供了新的途径。