MOFs和COFs为两类重要的新型纳米多孔材料。围绕项目的研究内容与目标开展了研究,取得的主要成果包括:(1)验证了MOFs/COFs的通用分子力场的可靠性,并建立了可描述其动力学特性的柔性力场,提高了吸附与扩散性能,特别是膜分离性能的计算精度;(2)系统地开展了MOF/COF膜的构效关系与设计研究,包括:提出了“吸附度”新概念,实现了MOF/COF分离性能的定量构效关系的建立,已得到国内外同行的认可,获得了使用,并被扩展到多孔高分子体系中;建立了MOF/COF的材料基因组学方法,研发了从材料基因划分、基因库,到材料组装、材料库,及高通量筛选的材料基因组学方法,编制了具有自主知识产权的材料结构构筑软件MGPNM和材料性能高通量计算软件HT-CADSS,并获得了国家版权局的原始取得计算机软件成果登记,为由“经验指导实验”,向“理论预测、实验验证”的基于材料基因组学的材料新研发模式的转变,奠定了坚实的基础;建立了MOF/COF膜分离性能的构效关系,提出了高性能超薄膜的设计策略,并设计与合成了系列高性能的新膜材料,在化工领域的实际分离体系中的应用表明,所设计与合成的材料具有良好的应用前景,为化工实际应用,提供了新材料储备;(3)系统地进行了MOF/COF催化性能的构效关系研究及设计:探索了MOF中节点金属活性位与其结构间的关系,为MOF 的节点金属活性位催化性能的调控,提供了理论依据;进行了MOF 中酸性位表征,部分典型反应的机理及典型催化反应性能评价的研究,制备了系列磁性MOF催化材料,提高了MOF催化剂的回收效率,并获得了良好的性能;(4)利用材料基因组学的方法,建立了包含80余万种新材料的理论MOF/COF数据库,为高性能新材料的合成,提供了坚实的基础,可极大地促进MOF/COF的研发。 本项目共发表SCI收录论文126篇,包括Nat. Comm., Chem. Rev., JACS, Angew. Chem. Int. Ed., AIChE J., CES等化工、化学重要期刊,出版专著1部;申请PCT专利2件(其中授权1件),申请国家发明专利18件(其中授权7件),获国家版权局计算机软件著作权2件。 2100433B