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多金属氧酸盐（POMs）是由金属离子、或者非金属离子通过氧离子形成的簇合物,能够进行多重电子转移反应,在电化学和催化中具有重要应用。在POMs家族中,Keggin型POMs的研究备受瞩目,在功能有机配体存在的情况下与过渡金属离子相互作用,形成多维扩展结构的Keggin型无机-有机杂化物,已成为电催化、储能和传感器应用领域合适的候选材料。然而,大多数已知的杂化物都集中在以主族原子为中心的多氧阴离子上,以金属离子为中心的Keggin型化合物及其衍生物的合成及性能研究相对较少。因此,本文选择以铜离子为中心的Keggin结构{CuW12O40}为基元杂化物的合成,还研究了合成化合物的超级电容、H2O2传感和电催化水裂解产氧性能。通过一步水热法合成了三例以{CuW12O40}为结构基元的晶体化合物,分子式分别为[{Cu（phen）（en）}{Cu（phen）2}(H2CuW12O40)]（1）、[{Cu（en）2}2{Cu（en）（phen）}(CuW12O40)]（2）和[{Cu（en）2}(H4CuW12O40)]（3）。在化合物1中,[CuW12O40]6-与[Cu（phen）2]2+和[Cu（phen）（en）]2+通过共价键形成双支撑化合物,并通过氢键、超分子作用和π-π堆积形成一维、二维和三维结构。在化合物2中,每个[CuW12O40]6-单元通过端氧与[Cu（phen）（en）]2+成键连接成一维螺旋链,一维链之间通过氢键形成二维片层结构,再通过π-π堆叠形成三维结构。在化合物3中,与[CuW12O40]6-键连的{Cu（en）2}基元通过氢键相连形成一维链,链与链间以ABAB方式形成二维层状结构,再通过超分子作用扩展成3D结构。在三电极系统中,以玻碳电极为集流体,分别测试了化合物1-3的超级电容器性能。在电流密度为1 A g-1时,化合物1-3的比电容分别为572.8,668.1和1350.2 F g-1,循环5000次后,电容保持率分别为93.3、95.8和99.5%(10 A g-1)。以泡沫镍为集流体的三电极系统中,在1 A g-1时,化合物1-3的比电容分别为420.5,437.2和586.4 F g-1,5000次循环后的电容保持率分别为82.0%,84.5%,91.5%。此外,以泡沫镍为集流体,还将化合物1-3组装成水系对称超级电容器,化合物1-3的能量密度和功率密度分别为13.10 Wh kg-1,500.11 W kg-1;21.38 Wh kg-1,500.78 W kg-1;23.36 Wh kg-1,504.38 W kg-1。5000次循环后的电容保持率分别为82.0%,84.5%,91.5%。三种化合物对H2O2的传感性能研究表明,在40 m M H2O2浓度时,化合物1-3的电催化效率分别为140.7%,148.3%和272.2%,最低检出限分别为0.62、0.36和0.25μM。以化合物1-3为催化剂,探究了OER性能,在电流密度为10 m A cm-2时,其过电位分别为350 m V、248 m V和230 m V,Tafel斜率分别为289、269和251 m V dec-1。以H6CuW12O40·10H2O为前驱体,通过水溶液法合成了三种均苯三甲酸（BTC）修饰的{CuW12O40}杂化物,分别为Ag6[CuW12O40]@Ag-BTC（4）、Cu3[CuW12O40]@Cu-BTC（5）和Zn3[CuW12O40]@Zn-BTC（6）。利用红外光谱（IR）,X-射线粉末衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,X射线能谱（EDS）,能量色散X射线光谱（EDX）,X-射线光电子谱（XPS）,比表面积（BET）,热重（TG）等对合成化合物的组成、结构和形貌进行了表征。在三电极系统中,以泡沫镍为集流体,在1 A g-1时,化合物4-6的比电容分别为533.6,480.7和420.7 F g-1,在5000次循环后的电容保持率分别为92.4%,90.7%,89.8%。以其装成的水系对称超级电容器,其能量密度和功率密度分别为35.7 Wh kg-1,474.7 W kg-1;11.1 Wh kg-1,628.71 W kg-1;6.9 Wh kg-1,363.6 W kg-1。5000次循环后,电容保持率分别为96.5%、94.2%和91.3%。化合物4和5对H2O2传感性能研究表明,催化效率分别为181.8和112.5%,最低检出限分别为0.48和0.59μM。在电流密度为10 m A cm-2时,化合物4-6电催化OER的过电位分别为110 m V、170 m V和334 m V,Tafel斜率分别为135、200和335 m V dec-1。上述研究表明所合成的六种化合物均具有较好的超级电容、H2O2传感和电催化析氧性能。