随着工业的快速发展,大量的化石燃料被消耗,二氧化碳、二氧化硫等气体不断排放,引起了一系列的环境问题,生态环境遭到越来越严重的破坏。另外,过度开发,也造成了能源短缺等问题。环境、能源问题亟待解决。燃料电池（Fuel cell）作为新一代能源技术具有能量转换效率高、污染物排放少、燃料范围广等优势。质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为燃料电池家族中的佼佼者,其发电过程不涉及氢氧燃烧,能量转换率高;发电单元模块化,可靠性高,组装和维修方便,无污染,工作时几乎不产生噪音。所以,作为清洁、高效的绿色环保电源,PEMFC拥有广阔的发展前景。但是其性能目前受限于其质子交换膜的性能,因此开发新型的质子导电材料是进一步提高PEMFC能量转换性能的关键。金属-有机框架（MOF）材料具有较高的孔隙率、较大的比表面积和结构可控性等优势,受到科学工作者的广泛青睐。近年来,作为MOF领域研究热点之一的MOF基质子导电研究取得了很大的进展。然而,各类研究中MOF颗粒和MOF@聚合物复合膜中的晶界效应始终没有得到妥善的改善,制约了质子在其结构通道中的传导。本文通过改变一定的合成策略,降低MOF的结晶度,改变MOF基体的内部结构特性,得到了具有较高质子导电率的金属-有机凝胶（MOG）材料,并在MOG材料的基础上进行改性研究。本论文主要包括以下三个部分:一、通过降低MOF结晶度获得了与传统MOF材料孔道结构不同的MOG材料（MOGs）。第二章共合成了四种亲、疏水性不同的MOF材料及其对应的MOG材料,研究了八种材料在75%RH下的质子导电性。研究结果发现,结晶度较低的MOG材料内部形成了相互贯通的网络通道,有利于质子在材料中的传导。结果明确表明,对于亲水性材料,与MOF材料相比,凝胶材料MOG-MOF-808、MOG-Ui O-66、MOG-HKUST-1的质子导电性明显提高。其中,MOG-MOF-808和MOG-Ui O-66表现出较强的水稳定性和热稳定性,保证了其在特殊和复杂环境下的应用。对于疏水性的ZIF-8和MOG-ZIF-8,由于材料的结构特点,其质子电导率都很低,但对比来看,在303K时,MOG-ZIF-8的质子电导率也明显高于同条件下ZIF-8的电导率。综上所述,无论是亲水还是疏水MOF材料,其MOG态材料中丰富的低结晶度网络对提高其质子电导率都起到了非常显著的作用。二、质子化官能团的引入能有效提高金属-有机框架材料的质子导电率。第三章在已有研究的基础上,选择了高稳定性的Ui O-66和MOG-Ui O-66作为基本材料,研究在其结构中引入不同修饰基团,对MOG-Ui O-66质子电导率的影响。本研究通过先修饰后合成的方法总共合成了10种材料,包括5种MOF材料及对应的5种MOG材料。研究其在75%RH条件下,从303K到353K温度范围内的质子电导率差异。结果发现,MOG材料与MOF材料一样都可以通过官能团的修饰而提高其质子导电性能。这为MOG材料的结构设计与质子导电性调控提供了新思路。三、低湿、极寒等极端条件对燃料电池中质子导电材料的性能要求较高,所以探究低湿低温条件下具有高质子导电能力的电池材料对发展清洁能源技术有着重要的作用,该类研究有着切实的实用意义。第四章主要探究在低温低湿条件下,MOF-808与MOG-MOF-808的质子导电性。与以往经验不同,结果表明,在31%RH,25℃条件下,具有晶界效应的MOF-808的质子传导能力优于MOG-MOF-808材料。本研究为后续低温低湿下,MOF与MOG材料的质子导电性研究奠定了基础。