金属有机框架（metal-organic frameworks,简写为MOFs）材料作为一类由有机连接基与金属离子配位形成的多孔材料,由于其广泛的作用在过去的二十年中得到广泛的关注。将MOFs与其他功能材料结合形成的复合材料,由于不同材料之间的协同作用,在某些领域往往表现出比单一材料更加出色甚至全新的性能,因而逐渐发展成为MOFs应用研究的新兴领域。为了更合理高效地针对特定的应用设计合成这类新型复合材料,人们往往从以下两个角度开展研究工作:首先,需要设计具有明确特定结构的材料;其次,在实际应用过程中明确这类材料的构效关系,从而来指导合成具有特定应用的材料。鉴于上述原因,本论文研究致力于发展一类制备方法来实现对MOFs基复合材料的可控制备,并进一步在实际应用过程中探究其性质,建立明确的构效关系。论文的主要研究成果如下:1)考察了 MOFs壳层结构的刚性/柔性对于NP@MOFs核壳型复合纳米材料催化性能的影响。我们利用封装法分别合成了柔性结构MOF（ZIF-8）和刚性结构MOF（ZIF-71）包裹Pt纳米颗粒的两类复合催化剂（Pt@ZIF-8和Pt@ZIF-71）,在肉桂醛加氢实验中,MOFs的孔道作用控制了肉桂醛分子在Pt表面的吸附构型,因此两个催化剂都可以在室温下将肉桂醛分子选择性的加氢生成肉桂醇。进一步研究发现,相较于刚性结构的ZIF-71,柔性结构的ZIF-8更有利于底物分子的扩散,因此Pt@ZIF-8具有更高的转化率,而刚性结构的ZIF-71由于对于肉桂醛分子吸附构型的限制作用更大,因此Pt@ZIF-71相较于Pt@ZIF-8表现出更高的选择性。2)采用自牺牲模板,通过调控合金模板的组成实现了 MOF壳层厚度的控制。我们选取了不同Ni含量的Rh-Ni合金纳米花为自牺牲模板,合成了具有不同MOFs壳层厚度的Rh-Ni@MOF-74异质结构。在二苯乙炔加氢实验中,我们发现,由于MOFs的孔道尺寸效应抑制了其烯烃产物的顺反异构过程,这一类Rh-Ni@MOF-74复合催化剂可以使二苯乙炔选择性地生成顺式-二苯乙烯,MOFs的孔道这一作用随着MOFs壳层的厚度增加而更加明显。3)利用三元合金为模板,合成了具有相同内核结构不同MOFs壳层的复合催化剂,进而对MOFs结构（孔道尺寸）对复合材料催化性质的影响进行了系统的研究。我们在Rh-Ni合金的基础上引入了第三个元素Co合成了RhCoNi三元合金,并以其为自牺牲模板,通过对反应溶剂、温度和配体的调控,选择性地使Co或者Ni溶出,得到了具有不同MOFs结构壳层的RhCoNi@ZIF-67（Co）和RhCoNi@MOF-74（Ni）两种复合材料。由于MOFs壳层的孔道结构不同,两种复合材料在烯烃加氢反应中对不同尺寸的底物分子表现出不同的选择性。这类材料的成功合成,为进一步研究MOFs复合材料构效关系提供了一个合适的模型体系。4)利用自牺牲模板合成了 PtCu@MOFs/C复合模拟酶电传感器,并用于H2O2电化学检测。我们通过事先将PtCu负载在多孔C载体上,再利用自牺牲模板法在其周围生长MOFs壳层,得到了具有半包围结构的PtCu@MOFs/C复合材料。该材料既保证了在PtCu周围包裹着的MOFs壳层可以用于筛选不同尺寸的分子,又保证了 PtCu上生成的电化学信号可以直接通过碳传输到电极表面,因此其在H2O2电化学检测中表现出较好的选择性和抗干扰能力。我们进一步发现该模拟酶传感器可以检测活体肿瘤细胞释放的H2O2分子,这充分说明了这类传感器在复杂的生物体系中具有广大的潜在应用前景。5)利用MOF孔道构建了具有多个活性位点反应器,并用于串联反应。我们通过在以PtNi合金为自牺牲模板生长MOFs的过程中加入一定量的磷钨酸（POM）,得到了在MOFs孔道中同时具有金属加氢位点PtNi和酸性酯化位点POM的双功能催化剂（PtNi@MOF-POM）。该催化剂同时具有加氢活性和酯化活性,在以对硝基苯甲酸为原料合成苯佐卡因反应中可作为串联催化剂实现一步法合成,不仅简化了合成步骤,同时也大大降低了能源的消耗。更重要的是,这类双功能催化剂可以用来催化一系列不同底物的加氢酯化串联反应。