具有多位点氢吸附的配体构筑的多孔配位聚合物的合成及其储氢行为的研究

储氢是实现氢能走向应用的一个关键技术，如何增加氢在多孔材料中的吸附点，和提高氢在多孔材料中的结合能使之达到适中的值，从而增加室温下氢的吸附量是当前多孔储氢材料研究急需解决的关键科学问题。该类科学问题的解决，有赖于对该类多孔功能晶体材料的合成，结构功能基元间的相互作用和多孔结构的组装构筑规律，及这些结构特征与其储氢性能的构效关系进行深入研究。本项目研究基于所设计的具有多位点氢吸附的配体构筑的多孔配位储氢功能晶体材料的合成和结构组装规律，并结合中子衍射和非弹性中子衍射原位研究氢在这类多孔晶体材料里的储氢行为，揭示多孔配位储氢材料的储氢能力与其结构特征的构效关系，为寻找有效的储氢晶体材料实现氢的高效存储提供科学依据，对解决我国日益严重的能源和环境污染问题有着十分重要的意义。拟发表12-15篇高质量的学术论文，申请发明专利2-3项，培养5-6名研究生。

储氢是实现氢能走向应用的一个关键技术，如何增加氢在多孔材料中的吸附点，和提高氢在多孔材料中的结合能使之达到适中的值，从而增加室温下氢的吸附量是当前多孔储氢材料研究急需解决的关键科学问题。本项目研究基于所设计的具有多位点氢吸附的多孔配位储氢功能晶体材料的合成和结构组装规律，并结合多种手段研究氢在这类多孔晶体材料里的储氢行为，揭示多孔配位储氢材料的储氢能力与其结构特征的构效关系，为寻找有效的储氢晶体材料实现氢的高效存储提供科学依据。该研究项目在执行期间，严格按照计划要求完成了申请书中制定的预期目标，并取得了预期的成果。我们主要以联苯羧酸配体和功能Ir/Ru金属有机配合物为两类构筑基元，通过反应条件的设计调控与金属配位组装，得到一系列具有稳定多孔结构的晶体材料，同时对所构筑的多孔配位聚合物进行了结构表征、分析，系统研究了该类多孔材料功能基元间的相互作用连接方式，多孔结构特点和组装构筑规律。并在此基础上进行了气体吸附测试，深入研究分析了孔洞结构特点与其储氢性能的构效关系，总结了微观结构与宏观性能的内在规律，为进一步优化配位聚合物晶体材料的吸附性能提供了的指导意义。