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金属有机框架（MOFs）材料是一种具有多孔性的晶体材料,具有结构有序、孔径可调、比表面积大以及官能团化等特点。多功能的MOFs材料不仅能够实现物质的吸附与分离,并且作为一种新型的电极材料,已经成为人们研究的热点。本论文主要基于3,3’5,5’-氧化偶氮苯四羧酸（H4AOBTC）和1,4-二（1H-苯并[d]咪唑-1-基）苯（phenDIB）双配体设计合成一种新型的MOF材料,并对其吸附性能进行了研究。此外,我们又通过形貌调控制备了纳米化的MOFs及其衍生物,并研究了它们的超级电容性能。内容包括以下几个方面:我们成功制备出了一种基于H4AOBTC和phenDIB双配体的新型Zn-MOF单晶[Zn（phenDIB）（AOBTC）0.5]（1）,具有超强的耐热和耐腐蚀性,甚至在沸水中煮沸12 h仍可以保持完整的骨架。更重要的是它能将混合染料溶液中的阳离子染料成功分离出来,甚至是对具有较大尺寸的罗丹明B分子也有很高的分离效率。此外,这种材料是可以重复使用的,吸附的染料分子能够被完全释放出来并回收利用。分别将L-天冬氨酸（L-Aspartic acid）和对苯二甲酸（H2BDC）作为配体,采用室温扩散和溶剂热法制备了Cu-Asp配位聚合物（PCP）纳米线和Ni-BDC MOF纳米球,然后将它们作为牺牲模板,通过控制煅烧温度,将PCP/MOF转化为相应的金属氧化物。在KOH溶液中,对PCP/MOF及其衍生物进行了相关的电化学测试。结果表明,Cu-Asp纳米线在电流密度0.6 A g-1情况下,比容量为367 F g-1,在1000次连续循环后,比电容剩余率是94%。煅烧后所得CuO纳米管的倍率性能高达77%,且循环性能为96%。此外,双壳层NiO中空纳米球（N400）也展示了高的电荷储存能力以及好的循环稳定性。基于这些优点,我们组装了N400//活性炭（AC）不对称超级电容器（ASC）装置,在375.8 W kg-1的功率密度下,其能量密度为21.4 Wh kg-1。特别是,N400//AC ASC展示了出色的循环稳定性,在3000次循环后,电容保持率仍可达到92.3%。以上结果表明我们用于合成多孔纳米线、纳米管以及纳米球的策略可以制备出具有高储能效果的电极材料。综上所述,本文致力于设计合成新颖的MOFs单晶,并对所合成的一系列MOFs材料及其衍生物进行系统的分析表征,分别探究它们在吸附/分离和超级电容器方面的应用。此外,由MOF导向合成的金属氧化物不仅具有新颖的形貌,而且具有多孔性,为MOFs材料的发展提供了更广阔的应用前景。