协同自组装形成的多微区胶束结构及以此设计中微孔金属-有机骨架材料的研究

利用耗散粒子动力学对多元嵌段共聚物混合体系通过协同自组装过程，形成具有独特形貌以及微观结构的多微区胶束，进行细致而深入的研究；系统研究链结构、化学性质、混合比、混合方式、外界环境等因素对胶束形成的影响；利用实验来验证所得到的结论；揭示通过协同自组装过程而形成多微区胶束的潜在机理，并归纳对其结构进行精确调控的方法及途径；以胶束作为多孔材料合成模板这一独特应用为导向，在对多微区胶束结构研究的基础上，设计新型中微孔金属-有机骨架材料（metal organic frameworks，MOFs），利用分子模拟技术评估其对重要气体的吸附、分离性能，进而优化材料设计，并对多微区胶束结构进行改进，建立胶束模板形成体系与所设计的MOF材料性能之间的关系，为开发新型化工材料提供理论基础。同时，本项目将计算化学应用于材料领域的研究，将推动不同学科的交叉，促进基础研究与应用研究的结合。

项目完成了预期研究目标。在对多元嵌段共聚物混合体系形成的多微区胶束的研究基础上，重点开展设计、合成具有多尺度孔径的金属-有机骨架材料（MOFs），并利用分子模拟以及实验的方法，评估其吸附、分离、催化等性能，进而进行材料优化。主要成果包括：（1）系统研究了链结构、化学性质、混合比、混合方式、外界环境等因素对胶束形成的影响；（2）揭示出通过协同自组装过程而形成多微区胶束的潜在机理，并归纳对其结构进行精确调控的方法及途径；（3）成功合成多种具有不同孔结构的稳定MOF材料；（4）结合所提出的新概念，对材料储气、分离、催化等性能进行评价，总结出有机配体、混合体系中所含杂质等因素对性能的影响规律，并提出强化其性能的可能途径。本项目初步建立了结构与MOF材料性能之间的关系，这些信息可以提高人们对该材料的认识，促进其在化工领域的应用。