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利用光催化技术将太阳能转化为化学能,是解决能源和环境问题的一种理想途径。其中,最关键的是设计开发高效催化剂。金属有机骨架（MOFs）具有高孔隙率、大比表面积和明确晶体结构等特点,在光催化领域引起了研究者的广泛关注。与块体MOFs相比,金属有机层（MOLs）具有双开放的平面结构,有利于底物分子的扩散渗透;另外,MOLs还暴露更多配位不饱和的活性位点,有利于底物分子的接触。因此,MOLs在光催化能源转化领域展现出更加诱人的应用前景。本论文以金属有机层（MOLs）为主要研究对象,通过控制合成暴露不同晶面的MOLs以及构筑基于MOLs的2D/2D复合材料,获得了一系列具有较高光催化CO2还原和分解水制氢活性的催化剂。研究了它们的构效关系,并结合理论计算揭示了催化机理。本论文主要研究内容如下:1、采用晶体工程方法,通过控制反应条件,合成了暴露（100）和（010）晶面的两种Ni基MOLs,Ni-MOL-100和Ni-MOL-010,并将其用于光催化CO2还原反应。实验结果表明:暴露（100）晶面的Ni-MOL-100比暴露（010）晶面的Ni-MOL-010和MOFs块体Ni-MOF具有更高的光催化CO2还原活性,其催化活性分别是Ni-MOL-010和Ni-MOF的2.5倍和4.6倍。DFT研究表明,在（100）晶面上,相邻Ni中心具有合适距离和空间结构,能够有效地发挥协同催化作用,降低CO2→CO转化决速步骤的活化能,从而提高催化活性。2、在溶剂热条件下,控制2D Ni-MOLs在二维CdS纳米片表面生长,成功制备了2D/2D CdS/Ni-MOLs异质结复合材料。在可见光照射下（l≥420 nm）,CdS/Ni-MOLs表现出良好的光催化分解水产氢活性,其H2生成速率达到29.81 mmol·h-1·g-1,分别是CdS和Ni-MOLs的7倍和2981倍。机理研究表明:在复合材料中,Ni-MOL作为助催化剂,具有丰富暴露的活性位点,能够有效促进光生载流子的转移,防止了光对CdS的蚀刻,从而显著提高光催化活性。3、利用静电作用,将一系列结构相似的2D M-MOLs（M=Fe、Co、Ni、Cu）锚定在g-C3N4表面,构建了2D/2D M-MOLs/C3N4异质结复合材料。光催化实验结果表明,构建的复合材料具有良好的光催化CO2还原活性,其中最优的Co-MOL/CN（400）,在8 h内CO生成速率高达539mmol×h-1·g-1。机理研究表明:具有大量不饱和金属位点MOLs的引入,能够有效地促进光生电子从C3N4表面向MOL转移,改善了可见光催化CO2还原能力。