中文摘要：

本项目结合理论计算与实验研究，以一些高比表面积的经典碳结构和最新提出的碳骨架为基础，研究硼掺杂及金属修饰对这些碳结构储氢性能的影响。揭示缺陷、硼掺杂位置、金属原子种类、覆盖度、温度、压力等对这些新型碳结构储氢热力学及动力学性能的影响规律。尝试建立这些硼掺杂碳材料与金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COF)形成复合材料的结构与储氢性能之间的关联模型。从分子结构上阐明碳材料及其形成的复合结构储氢行为，并设计和开发出一些具有良好储氢性能的新材料。

结论摘要：

在本项目中，我们通过理论或实验，对金属修饰的碳纳米材料，金属配位氢化物和金属有机骨架材料/共价有机骨架材料这三类储氢材料都进行了设计、研究。研究水平基本接近国际同类研究水平。我们取得的特色研究成果包括 (1)在金属修饰的多孔材料这一领域加深了对氢分子与碳硼体系及金属掺杂体系作用的认识。在碳的共轭结构中，掺入硼原子，可以增强其与过渡金属原子之间的相互作用，避免金属团聚，同时增加过渡金属与氢分子之间的相互作用能。但材料的储氢能力与结构之间有很大的关系。我们首次发现，开壳层结构与氢分子之间作用较大，适合在温室下储氢。我们提出最有可能的室温储氢材料为过渡金属修饰的碳骨架材料和COF材料，并设计了两种由石墨烯带与过渡金属Ti形成的骨架材料和一类过渡金属修饰的二维COF材料。另外过渡金属Sc、Ti与乙炔形成的结构，是很好的构建室温储氢材料基础单元。其单体的储氢能力达到14wt%，即使聚合后，储氢能力依然能满足需要。（2）在金属配位氢化物储氢领域我们提出了9种金属配位氢化物形成的多组分体系，有可能成为室温储氢材料。首次对二元金属配位氢化物形成的多组分体系进行了研究，并发现了2个储氢能力超过7.2wt%的储氢体系，其有可能作为室温储氢材料。（3）在MOF材料的实验研究中我们合成了一种基于In2O3的MOF材料，其在77Ｋ时，储氢量达到200cm3/g。我们观察到了首例具有平面四配位氧原子配合物。本项目自实施以来，公开发表的论文有30篇，组织了4次会议。先后包括6名博士研究生和15名硕士研究生参加了研究工作，3名青年骨干教师赴海外知名高校、研究机构进行访学研究。项目的实施促进了本学科人才的培养工作，也推动了学科的建设和发展。