金属有机框架材料因具有超高的比表面积、可控的孔结构以及具有氧化还原活性的金属离子，而成为一种理想的电极材料前驱体和催化材料前驱体，在能源与环境领域展现出诱人的应用前景。本书系统地介绍了MOFs材料及其衍生物的历史、基本概念、合成方法，以及它们在能源气体存储与分离、光催化水分解和CO2还原、电催化、超级电容器、电池、大气污染控制、水处理和海水资源提取等领域的应用，并归纳总结了相应的材料设计和组装策略。
本书可供化学、材料、储能和环境等领域的本科生和研究生及科技工作者阅读和参考。

王磊，1979年9月生。青岛科技大学教授、博士生导师山东省杰出青年科学基金获得者，泰山学者青年专家，生态化工国家重点实验室培育基地主任，Chinese Journal of Catalysis、Nano Research、Ecoenergy等杂志编委。长期从事金属-有机框架材料及其衍生物在能源转化与存储领域的应用研究，面向国家能源重大需求，聚焦绿色能源关键技术攻关，带领团队在高效电极和催化剂材料的设计合成及宏量制备方面达到国际领先水平。以第一或通讯作者身份在Nat Commun、Angew Chem Int Edit、Adv Mater、Energ Environ Sci等SCI期刊发表论文400余篇，影响因子大于10的论文180篇，他引16000余次，H因子64。主持国家自然科学基金、山东省重大科技创新工程、山东省杰出青年科学基金等项目20余项。作为第一完成人获中国石油和化学工业联合会科技进步奖、中国颗粒学会自然科学奖、中国可再生能源学会科学技术人物奖等多项奖励。获授权国家发明专利六十余项，多项成果实现了工业化应用。

第1章 金属有机框架材料
1.1 MOFs材料发展历史
1.2 MOFs的结构特点
1.3 MOFs的设计与合成
1.3.1 结构设计的影响因素
1.3.2 常见的金属节点
1.4 MOFs的合成方法
1.4.1 水热/溶剂热法
1.4.2 扩散法
1.4.3 微波辅助法
1.4.4 超声法
1.4.5 机械搅拌法
1.4.6 电化学合成法
1.5 几种常见MOFs的合成方法及影响因素
1.5.1 MOF-5
1.5.2 MOF-177
1.5.3 MOF-74
1.5.4 HKUST-1
1.5.5 UiO-66
1.5.6 MOF-808
1.5.7 MIL-53
1.5.8 MIL-88
1.5.9 MIL-100
1.5.10 MIL-101
1.5.11 ZIFs系列（ZIF-8和ZIF-67）
1.6 MOFs在不同领域的应用
1.6.1 MOFs在传感器中的应用
1.6.2 MOFs在催化中的应用
1.6.3 MOFs在压电/铁电中的应用
1.6.4 MOFs在药物传输和靶向治疗领域的应用
参考文献
第2章 MOFs材料在能源气体存储与分离中的应用
2.1 引言
2.2 MOFs材料在能源气体存储中的应用
2.2.1 储氢
2.2.2 储甲烷
2.3 MOFs材料在能源气体分离中的应用
2.3.1 MOFs材料对轻烃气体的分离机理
2.3.2 C2s碳氢化合物/甲烷的吸附分离
2.3.3 乙炔/乙烯的吸附分离
2.3.4 烯烃/烷烃的吸附分离
2.4 COFs和HOFs材料在能源气体存储与分离中的应用概述
参考文献
第3章 MOFs及其衍生物在光催化水分解和CO2还原方面的应用
3.1 MOFs及其衍生物在光催化水分解方面的应用
3.1.1 光催化水分解的基本原理
3.1.2 MOFs材料光催化水分解的基本原理
3.1.3 MOFs材料的改性策略
3.2 MOFs及其衍生物在光催化CO2还原方面的应用
3.2.1 引言
3.2.2 光催化CO2还原机理
3.2.3 MOFs材料应用于光催化CO2还原
3.2.4 MOFs衍生物应用于光催化CO2还原
3.2.5 小结
参考文献
第4章 MOFs及其衍生物在电催化方面的应用
4.1 电催化技术的介绍
4.1.1 电解水技术的发展历程
4.1.2 电解水基本原理
4.1.3 氧还原反应机理
4.1.4 二氧化碳还原反应机理
4.1.5 氮还原反应机理
4.1.6 催化剂的设计原则
4.1.7 评估电催化活性的评价指标
4.2 MOFs及其衍生物作电催化剂的简介
4.2.1 原始MOFs材料作电催化剂的发展
4.2.2 MOFs衍生物作电催化剂的优势
4.3 MOFs衍生物在HER方面的研究进展
4.3.1 MOFs衍生的磷化物用于HER
4.3.2 MOFs衍生的碳（氮）化物用于HER
4.3.3 MOFs衍生的贵金属/过渡金属材料用于HER
4.4 MOFs衍生物在OER方面的应用
4.4.1 MOFs衍生的氧（氢氧）化物用于OER
4.4.2 MOFs衍生的磷化物用于OER
4.5 MOFs衍生物在ORR方面的应用
4.6 MOFs及其衍生物在多功能催化剂方面的应用
4.6.1 MOFs及其衍生物用于HER/OER
4.6.2 MOFs及其衍生物用于OER/ORR
4.6.3 MOFs及其衍生物用于ORR/OER/ORR
4.7 MOFs及其衍生物在二氧化碳还原方面的应用
4.7.1 MOFs材料用于CO2RR
4.7.2 MOFs衍生碳材料用于CO2RR
4.7.3 MOFs衍生单原子材料用于CO2RR
4.7.4 MOFs衍生金属/金属化合物用于CO2RR
4.8 MOFs及其衍生物在氮还原方面的应用
4.8.1 MOFs材料用于NRR
4.8.2 MOFs复合材料用于NRR
4.8.3 MOFs衍生碳材料用于NRR
4.8.4 MOFs衍生单原子材料用于NRR制氨
4.8.5 MOFs衍生金属/金属化合物用于NRR
4.9 MOFs及其衍生物用于其他电催化反应
4.9.1 MOFs及其衍生物用于硝酸还原制氨
4.9.2 MOFs用于电合成尿素
4.9.3 MOFs衍生物用于氢氧化反应
4.9.4 MOFs衍生物用于有机物氧化反应
4.10 总结
参考文献
第5章 MOFs材料在超级电容器领域的应用
5.1 引言
5.2 MOFs及其复合材料用于超级电容器电极
5.3 MOFs衍生碳材料用于超级电容器电极
5.4 MOFs衍生过渡金属基纳米材料用于超级电容器电极
5.4.1 过渡金属（氢）氧化物
5.4.2 过渡金属硫化物
5.4.3 过渡金属磷化物
5.4.4 过渡金属氧酸盐化合物
5.4.5 过渡金属氮化物和硼化物
参考文献
第6章 MOFs材料在电池中的应用
6.1 金属离子电池
6.1.1 锂离子电池
6.1.2 钠离子电池
6.1.3 其他离子电池
6.2 金属-空气电池
6.2.1 锂-氧气电池
6.2.2 锌-空气电池
6.2.3 MOFs衍生材料在钠/镁/铝-空气电池中的应用
6.3 锂-硫电池
6.3.1 锂-硫电池简介
6.3.2 锂-硫电池组成
6.3.3 锂-硫电池小结
6.4 固态电解质
6.4.1 原始MOFs基固态电解质
6.4.2 MOFs基聚合物固态电解质
6.4.3 离子液体@MOFs基固态电解质
6.4.4 固态电解质小结
6.5 锂负极保护
6.5.1 集流体涂层改性
6.5.2