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金属有机框架材料（MOFs）发源于1990年,由Yaghi课题组和日本Kitagawa课题组首次成功合成稳定孔结构的MOF,开启了金属有机框架材料的大门。自MOFs问世以来,就因其具有的尺寸可调、比表面积大、孔隙率高等优点被广泛应用于电池、光催化、电催化等领域。近年来,以MOFs为前驱体合成功能性纳米材料成为了新的研究热点,通过对MOFs进行物理/化学手段处理,合成的衍生材料延续了MOFs的多孔性、良好的框架结构、富碳、粒子分散性好等优点,使其在能量储存及转化、电催化、光催化等相关领域显示出巨大的潜力,吸引了人们的关注。当前,随着经济日新月异的发展,能源和环境问题越发严重,温室效应的危害逐渐突出。本文基于当前存在的二氧化碳过量排放引发的温室效应问题,选择以经典有机框架材料HKUST-1为前驱体合成中空管状碳包覆硫化亚铜,并对其催化性能进行了研究和分析,探究了其在应用方面的价值。本文主要分为以下两个方面:1.选择金属有机框架HKUST-1为前驱体,设计合成了由小尺寸纳米粒子和纳米棒组装而成的中空管状碳包覆硫化亚铜(C-Cu2-xS),并对其在锂硫电池方面的应用进行了初步研究。C-Cu2-xS中含有两种硫化亚铜晶型,Cu1.81S和Cu31S16,碳在其中以碳层的形式包覆在材料表面,由XRD、SEM及TEM表征。通过XPS分析了铜在其中的价态为+1价。我们将其作为锂硫电池的正极组装成扣式电池并进行了充放电循环、阻抗等测试,得出在较高倍率（0.5 C 1 C）下的充放电循环性能和库伦效率高于其在低倍率（0.2C）下的循环性能。同时我们对比了商业硫化亚铜在1C下的循环性能,并测试了C-Cu2-xS的阻抗,显示出C-Cu2-xS在电化学方面具有一定的优势,意指其在电池领域具有潜在的应用前景。2.通过将中空管状碳包覆硫化亚铜(C-Cu2-xS)于石墨相氮化碳通过热处理手段复合,得到C-Cu2-xS@g-C3N4三组分异质结,并对催化体系进行一系列条件选择,实现了该材料在水体系下高效、高选择性的光催化还原二氧化碳。通过改变C-Cu2-xS的掺杂量研究了其对复合材料在光催化效率方面的影响。并通过循环稳定性实验、产量累积实验等证明了材料的稳定性和耐久性,经由对比实验说明了碳包覆作为电子储存池所起到的催化剂光腐蚀保护作用和催化效率提升作用。在可见光照射和水蒸气条件下,C-Cu2-xS@g-C3N4可有效地将CO2还原成CO,产率可达1062.6μmol·g-1。作为光催化还原CO2中常见的竞争反应,我们的体系有效地抑制了H2的生成,对CO的选择性高于97%,这在g-C3N4基光催化还原CO2中是比较罕见的。通过一系列表征分析表明,在引入C-Cu2-xS后光吸收的增强和电子-空穴对的分离效率提高可能是还原活性高的主要原因。