世界面临能源短缺和环境污染两个重大危机,开发利用如太阳能、氢能这样的清洁能源势在必行。因为紫外光仅占4%,而可见光占太阳能的43%,所以很有必要制备和研究可吸收可见光的半导体材料,用于将光能转化为电能或用作光催化剂将光能转化为化学能。金属有机骨架化合物（MOF）的结构和功能可调,成为利用太阳能的优选材料,而制备和应用可吸收可见光的半导体MOF材料仍处于初始阶段。本论文利用VASP软件中的GGA-PBE泛函及GGA-PBE泛函加U的方法对具有良好水和热稳定性的三个基于H₄TCS（四（4-羧基苯基）硅烷）和BPY（4,4’-联吡啶）的同构MOF材料,M₂（TCS）（BPY）（M=Cu（Ⅱ）（1）,Co（Ⅱ）（2）、Ni（Ⅱ）（3））材料的能带结构（BS）、态密度以及禁带宽度做了理论计算,计算的禁带宽度值与实验值吻合,从而找到了可以准确计算过渡金属离子MOF材料的能带结构和态密度的比较经济且准确的计算方法。该研究为实验结果提供了理论解释,也发现在提高半导体光催化效率上,用Co（Ⅱ）作为MOF材料的金属离子节点可能会优于选取Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）)做节点,为半导体MOF材料的制备提供了理论指导。本论文测定了对水稳定的MOF材料,[Cu（H₂TCS）（H₂O）]（4）,[Co（H₂TCS）（BPB）]（5）和[Ni（H₂TCS）（BPB）]（6）的UV-vis漫反射光谱,发现它们在可见光区都具有较强的吸收,求得它们的禁带宽度的实验值分别为0.64,1.77和1.49 e V。本论文也研究了MOF 4-6的光电性质,它们能快速响应紫外和可见光,光电流较强。本研究发现富电子的Cu²⁺,Co²⁺,或者Ni²⁺作为MOF中的金属离子节点不仅可有效降低MOF材料的带隙,还可促使其吸收更多的可见光,也发现引入富电子且吸收可见光的配体也有利于促进MOF吸收更多的可见光。本论文合成了两种吸收可见光的绿色Ni（Ⅱ）MOF材料,Ni₂（TCS）（BIMB）₂（BMIB=1,4-二（2-甲基-3-咪唑基）苯）（7）和[Ni₂（H₂TCS）₂（BIMB）₂]H₂O（8·H₂O）。MOF 7具有2重穿插的3 D结构,具有44.6%的孔隙率,比表面积为820 m²/g,在空气中可稳定7 d。本论文也研究了MOF 7对气体（H₂、CO₂、CH₄）的吸附性质。MOF 8具有层状致密结构,在酸性的水溶液中稳定。本论文采用正交实验设计方法对MOF 4的合成条件进行了优化,表明该方法是寻找生长大单晶和获得纯产物最佳反应条件的有效方法。