固相离子交换反应合成金属硼氢化物氨配位物体系及其可再生储氢性能研究

Metal ammine borohydrides (MABs) have been regarded as a promising hydrogen storage system due to their high theoretic hydrogen capacity. Based on our previous results, this project, for the first time, proposes a solid ion-exchange raction to synthesize MABs with tunable central metal cations and controllable ratios of BH and NH units, which is expected to improve the hydrogen storage properties of MABs. The aims of this proposal are try to clarify the below questions: (1) The relationship between the crystal structure and the hydrogen storage properties of MABs. (2) The effect of various metal ions and the ratios of BH and NH units on the hydrogen storage properties of MABs. (3) The crucial factors that affect the NH HB bonds and the roles of NH HB bonds on determining the decomposition properties of MABs. Further efforts on synthesizing the MABs wih more favorable hydrogen storage properties will be conducted based on the above study. The outcomes of this project will provide some insights into the mechanism and application of the MABs.

金属硼氢化物氨配合物做为新型高容量储氢材料是目前国际储氢领域研究的热点和重点。本课题基于课题组的前期工作，针对该体系目前存在的主要科学问题，首次提出利用固相离子交换反应合成配位化合物中金属阳离子可调、BH和NH比例可控的新型金属硼氢化物氨配合物，实现储氢性能的显著提高。 同时力图阐明：（1）金属硼氢化物氨配合物的微观结构与其储氢性能之间的构效关系；（2）中心金属阳离子的变化以及BH和NH比例的调节对金属硼氢化物氨配合物储氢性能的影响规律；（3）影响金属硼氢化物氨配合物中NH HB键变化的主要因素以及NH HB键的强弱与其分解特性之间的内在关联。在此基础上，通过纳米催化、化学修饰和多元复合等方法实现该体系分解产物的可逆再生。同时进一步优化配合物组分，合成更加有效的金属配合物新体系，为该类氢化物储氢性能的研究提供一定的理论依据，并为后续的应用研究奠定基础。

金属硼氢化物氨配合物做为新型高容量储氢材料是目前国际储氢领域研究的热点和重点。本课题基于课题组的前期工作，针对该体系目前存在的主要科学问题，提出利用固相离子交换反应合成配位化合物中金属阳离子可调、BH和NH比例可控的新型金属硼氢化物氨配合物，实现了多个储氢材料储氢性能的显著提高。同时阐明了：（1）金属硼氢化物氨配合物的微观结构与其储氢性能之间的构效关系；（2）中心金属阳离子的变化以及BH和NH比例的调节对金属硼氢化物氨配合物储氢性能的影响规律；（3）影响金属硼氢化物氨配合物中NH···HB键变化的主要因素以及NH···HB键的强弱与其分解特性之间的内在关联。在此基础上，通过纳米催化、化学修饰和多元复合等方法进一步拓展了BN体系储氢性能的研究，实现该体系分解产物的部分可逆再生，为该类氢化物储氢性能的研究提供一定的理论依据，并为后续的应用研究奠定基础。