中文摘要：

以聚碳硅烷纤维为前驱体，利用裂解过程生成的氢气和甲烷小分子向外逸出的扩散能，制造大量相互贯通的分子尺度纳米隧道，开发新型的吸附储氢纤维。利用多种现代分析手段研究纤维的组成、结构以及纳米隧道的物理结构与表面化学性质。研究聚碳硅烷的化学组成、分子量及其分布、添加剂的种类与含量、交联程度等前驱体特性对纳米隧道的影响。研究裂解升温制度、保护气氛、后处理等工艺条件对纳米隧道的影响。研究纳米隧道的物理结构与表面化学性质对纤维的储氢性能与吸附机理的影响，研究吸附与脱附动力学，探讨残存自由基对吸附性能的影响。根据实验数据建立相应的数学模型，模拟吸附过程并优化制备工艺，开发高性能的储氢纤维。本项目将为储氢材料探索一个新的研究方向，所得吸附纤维本身不仅有望开发成为规模化储氢材料，而其吸附机理的研究又将有利于更高性能储氢材料的开发，进而促进气体能源储存、气体分离或大气污染治理技术等领域的发展。

结论摘要：

微孔纤维具有优异的气体分离、吸附与存储性能，在环境治理、医药卫生以及能源存储等领域被寄予厚望。本项目由聚碳硅烷出发，以沥青为添加剂，借助裂解小分子逸出机制和后处理活化机制形成相互贯通的分子尺度纳米隧道，制得了平均孔径为1.3-1.8nm、比表面积达600m2/g以上的微孔有机硅纤维和微孔SiC纤维。研究了添加剂含量、交联程度、裂解温度对纤维微观形貌、化学组成、比表面积和孔径分布的影响；研究了六种物理与化学活化方法及其活化条件对初始裂解纤维的微观形貌、化学组成、比表面积和孔径分布的影响，探讨了活化机理；发现并研究了皮芯结构微孔SiC纤维的形成机理，分析了SiC、C的竞争活化反应机制，提出了控制措施并优化了制备工艺；通过数学模型分析了工艺参数对微孔孔形的影响，探讨了纳米隧道的形成机制，研究了纤维的吸附与脱附性能及其机理。申请国家发明专利3项，撰写学术论文13篇，其中SCI收录5篇，投稿4篇。