金属有机骨架(Metal–Organic Framework，简称MOF)具备极高比表面积、规律且完全互穿的孔洞结构与可调的骨架内化学官能基等特征。透过在此类高孔洞性之材料内部修饰空间中分离的触媒活性位点，可以在骨架中建构高密度且高度可利用的活性位点，MOF也因此被视为电化学催化的理想触媒材料。另一方面，电化学水氧化反应为电解水生产氢气作为替代能源的其中一侧半反应，而相对于水的还原反应，水氧化反应的触媒需要更高的过电位。因此，开发性能更佳的电触媒用于电化学水氧化反应至关重要。虽然近年来已有许多研究者报导了各式各样的MOF材料用于电化学水氧化反应，受限于大多数MOF材料在水溶液、强酸或强碱溶液中较差的化学稳定性，多数催化电化学水氧化反应的真实活性材料皆为MOF衍生之氢氧化物等材料，而非原本多孔的MOF。而对于使用在电解液中具备高度稳定性的MOF作为电触媒之研究，受限于多数MOF的低导电性，催化电流往往严重受限。

在本研究工作中，台湾成功大学龚仲伟(Chung-Wei Kung)实验室选用了一种在强酸水溶液中仍具备高度化学稳定性的MOF – UiO-66，并在此骨架内部规律存在的缺陷位置上透过后修饰的方式安装具电化学活性且空间中分离的铱离子。由于固定于MOF骨架内的铱离子可以透过氧化还原跃迁(redox hopping)的方式有限地传输电荷，而这些铱离子同时具备在酸性水溶液中催化电化学水氧化的活性，所得之Ir-UiO-66材料具备电化学催化水氧化的活性。受限于MOF的低导电性，本研究进一步将UiO-66纳米晶体直接生长于羧酸根官能化之纳米碳管表面，进而合成出由纳米碳管串接之MOF纳米晶体。此类纳米复合材料在MOF与纳米碳管的比例、孔洞性与导电性上都具备高度可调性，并可以进一步在MOF骨架中后修饰安装铱离子。藉由MOF晶体内部安装之高密度铱活性位点，以及纳米碳管所提供之MOF晶体间的快速电荷传递，装有铱活性位点的纳米复合材料可以达到较装有铱的MOF与装有铱的纳米碳管都更好的电催化活性，于430 mV的过电位达到10 mA/cm²的水氧化催化电流，并于催化反应后保持MOF的骨架稳定性。同时，本研究也首度藉由交流阻抗分析的方式，分别探究金属有机骨架之多孔薄膜中之电催化反应动力学与电子、离子传输的阻力，以厘清这些阻力与电催化活性的关联性。