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    基于金屬有機骨架材料(MOFs)實現對密封艙環境中相關分子的吸附、分離與催化轉化、構建基于微納米復合材料的新型污染物催化分解體系、納米材料與航天器的有機材料復合，構建多重協同體系、有機合成抗原子氧和真空紫外線材料以及吸收毒害成分，等方面取得重要成果，設計合成了幾十種新型CO2捕集與轉化、能源存儲與轉化、污染物清除及抗原子氧/真空紫外線和密封艙室聚合物材料改性的材料，相關結果發表于國際重要期刊上（SCI期刊上發表135篇論文，其中影響因子大于3的120篇）。其中，7篇被選為封面論文，已在國際上產生廣泛的影響，受到國際學術界的廣泛關注和認可。申請國家發明專利22項，其中授權發明專利10項。應邀在重要國內/際學術會議上作特邀報告41次。課題負責人2017年榮獲國家自然科學基金委杰出青年基金資助。在本項目支持下共計培養博士畢業生17名，碩士畢業生25名，博士后出站2名。課題來源：重點基礎研究發展計劃（973計劃）；課題立項名稱：實用化納米復合材料體系的構建與集成；課題立項編號：2014CB931803；研究起止日期：2014年01月-2018年08月。

    針對密閉艙室CO2廢氣捕集與轉化的MOFs結構基元的設計與合成進行了深入研究。利用烷基胺修飾MOF孔道中不飽和的金屬中心實現了在低壓下對CO2優越的捕集能力；系統開展了密閉艙室能源存儲與轉化方面的電催化（氧還原/水分解）和光催化產氫方面的研究；采用電化學陽極化的方法在多孔金屬鈦表面構筑TiO2納米管陣列，得到具有微納米多級結構的TiO2膜；發現了稀土離子與尼龍66分子鏈中的氧原子發生配位效應。

    通過本項目研究申請并授權了10項專利，專利號：
ZL201410549905.4；ZL201410303083.1；ZL201410198569.3；ZL201410181764.5；
ZL201410181476.X；ZL201410182347.2；ZL201410577558.6；ZL201410577575.X；
ZL201510467999.5；ZL20141054067.X。
目前，國內外未見與本項目完全相同或相似的專利報道，說明本項目具有很高的技術創新性和獨占性。

    通過本項目研究在材料性能方面具有顯著提高：系統開展了具有重要應用價值的高性能密閉艙室環境中納米復合材料的組裝結構的可控制備方法和組裝技術的研究，取得了一系列突出的成果。開展了多種納米復合材料的可控制備與組裝體功能應用探索研究，合成了一系列具有CO2廢氣捕集與轉化材料；制備了多種能源存儲與轉化的復合材料及污染物清除及發展抗原子氧/真空紫外線材料和聚合物材料改性等。

    本項目的技術具有較強的技術共性，可跨行業推廣和擴散，具有可持續發展性。如提出密閉艙室環境安全保障用納米多孔MOFs基復合材料體系中結構與性能之間關系的原理和規律；構建具有微等離子體和光催化協同作用的催化分解體系來高效催化分解密閉艙室內水或空氣中的化學污染物；發展清除聚合物燃燒產生的有毒有害成分的新方法等等。

    本項目設計合成的烷基胺修飾的MOFs材料在0.15 bar和323 K下展現出超高的4.52 mmol g1CO2吸附；開發了具有抗原子氧和真空紫外線、甚至阻燃性能的含F/Si/P的聚合物；提供了納米復合或分子水平復合高分子材料抗老化的途徑，使碳纖維/樹脂（納米）復合材料的ILSS保持率都在85％以上。

    項目的實施合成了幾十種新型CO2捕集與轉化、能源存儲與轉化、污染物清除及抗原子氧/真空紫外線和密封艙室聚合物材料改性的材料。一方面，有望解決密封艙室中存在的常見問題，如CO2排放污染、水污染、能源存儲與轉化、抗原子氧和真空紫外線的聚合物材料和清除有毒有害成分等問題。另一方面，由于采用新技術合成的高性能材料具有加工成本低，這就能以較低的售價投入市場，最終受益的是廣大的人民，提高人民群眾的健康水平。

    本項目針對密閉艙室環境中納米復合材料的設計合成，對某些高性能材料的制備已達到kg/h的生產能力，若與合作企業生產，生產正常后，可進行大規模的生產，同時可向其他同行企業推廣技術。

    由于本項目設計合成的產品處于研發的初級階段，還未進行大規模生產，沒有進入到營銷模式階段。