金属-有机框架(MOFs)材料由于其结构多样性以及在催化、荧光、气体储存和分离等方面展现出广泛的应用前景,使得其成为近年来科学家们研究的热门材料。尤其是以薄膜形式的MOFs材料在某些实际应用方面具有一定的优势,使得最近几年人们对MOFs薄膜材料的制备及其性能探索开展了大量的工作。本文采用液相外延法(Liquid Phase Epitaxy,LPE)在不同基底上制备MOFs薄膜(简称SURMOFs)并探讨其在光、电器件以及气体传感器方面的应用。比如我们首次通过液相外延法制备了高度取向、形貌均一并且厚度可调节的卟啉MOF薄膜材料PIZA-1薄膜。实验表明所制备的PIZA-1薄膜表现出了好的光电响应并且可以通过控制LPE循环次数和负载导电性的客体(TCNQ和碳60)来调控其光电流性质。有意思的是,通过进行挥发性有机化合物(VOCs)苯,甲苯以及对二甲苯吸附实验,这种高取向且致密均匀的PIZA-1薄膜表现出了优良的选择性吸附苯特性(选择性高达92.74%),比PIZA-1粉体材料选择性(56.79%)要好很多。这一结果说明MOFs对VOCs的选择性吸附很大程度上取决于PIZA-1薄膜的生长取向。该工作为制备具有选择性吸附性能的其他传感器材料提供了新的研究思路。另外,由于钴基材料和卟啉基材料都具有一定的电催化活性,本文结合两者的优势,以钴卟啉框架PIZA-1薄膜材料为研究对象重点研究了PIZA-1薄膜在电催化析氧(OER)方面的应用,探讨其薄膜厚度、碳化温度以及负载二氧化铺纳米颗粒对OER性能的影响。通过尝试发现PIZA-1薄膜在400度的时候稳定性可以得到很大提高而且OER性能也得到很大优化。值得注意的是,通过红外光谱、拉曼光谱和X射线吸收精细结构等多种表征方法证实在400度的时候PIZA-1薄膜的卟啉基团结构骨架仍然存在。随后,我们又探讨了薄膜厚度对OER性能的影响,结果表明厚度也是影响薄膜OER性能的一个重要因素。在最优的温度和厚度下,我们制备了二氧化铈负载型PIZA-1薄膜(CeO2@PIZA-1-400),其中CeO2@PIZA-1-400/FTO薄膜表现出了很高的OER活性,在电流密度为10 mA/cm2的时候过电位为370mV。该项工作让我们对MOFs薄膜材料的OER性能有了更深的了解,也为制备其他高OER活性的薄膜材料提供了合成策略与指导。