当前,化石能源的利用对环境带来了不利影响,温室气体的排放已经并可能继续给人类造成危害。同时,考虑到化石能源不可再生,逐渐匮乏的现实,新能源,尤其是清洁能源,已经越来越多地引起人们的关注。在众多的清洁能源中,氢能由于其高能量密度、燃烧零污染的特点而越来越受到重视。氢能的规模化商业应用中,高效安全氢储运面临的技术挑战最大,被公认为制约氢能应用的“瓶颈”环节。我们的研究工作关注的主要是物理储氢材料体系中的金属有机骨架结构材料和金属有机骨架结构催化剂在化学储氢材料体系——氨硼烷化合物中的应用。　　 金属有机骨架结构(Metal Organic Frameworks,MOFs),是由金属离子节点和多配位有机配体共同搭建构成的配位聚合物。在动态真空中经过合适的活化过程后,金属有机骨架结构能够有效地脱除孔道内的客体分子,得到均一有序的孔道结构。金属有机骨架结构可以通过物理吸附过程,完成氢气的储存,是具有研究潜力的物理储氢材料。利用溶液反应方法和溶剂热方法,我们成功合成了两个金属有机骨架结构M(HBTC)(4,4-bipy)·3DMF(M为Ni或Co,H3BTC为1,3,5-benzenetricarboxylic acid,4,4-bipy为4,4-bipyridine,DMF为N,N-dimethylformamide)。在物理储氢方面,M(HBTC)(4,4-bipy)·3DMF表现出优良的储氢动力学特性、优异的循环性和可观的低温储氢量。通过对活化过程的研究,证实了活化过程对金属有机骨架结构气体吸附性能的影响。同时,我们通过溶剂热反应,在无水无氧条件下合成含有配位未饱和的二价铬位点的金属有机骨架化合物Cr3[(Cr4Cl)3(BTT)8]2(H3BTT=1,3,5-Tris(2H-tetrazol-5-yl)benzene)并研究了其室温吸附氧气的性能。由于配位未饱和的二价铬位点能够在室温条件下与氧气选择性相互作用(电荷转移),Cr3[(Cr4Cl)3(BTT)8]2能够在室温条件下,选择性吸附氧气;298 K时,在Cr3[(Cr4Cl)3(BTT)8]2第一次吸附循环中,当压力小于0.1bar时,氧气吸附量即达到了8wt％。同时,通过循环吸附脱附试验,证实了Cr3[(Cr4CI)3(BTT)8]2对氧气吸附具有一定的循环性。　　 金属有机骨架化合物具有巨大的比表面积和大量的金属位点,它不仅可以成为良好的气体吸附材料,也可以拓展到催化领域。我们首次将金属有机骨架结构材料作为零价金属催化剂前驱体,发展出一种新颖高效的催化剂制备方法;并将制备得到的催化剂,引入到化学储氢材料,氨硼烷化合物(NH3BH3)的体系之中。轻质化学氢化物储氢材料,氨硼烷化合物,由于其19.4wt%的巨大理论储氢量,是近年来研究的热点。我们通过还原反应,以金属有机骨架结构Ni(HBTC)(4,4-bipy)·3DMF为催化剂前驱体,制备得到含催化活性位点Ni0的金属有机骨架结构催化剂。储氢性能的研究结果表明,加入以金属有机骨架结构前驱体合成的催化剂明显改善了氨硼烷水解储氢体系在室温、空气气氛下的放氢动力学性能。氨硼烷水解催化体系在5分钟内快速放出了3个化学计量比的氢气。通过Arrhenius方程计算出,引入新型催化剂将氨硼烷水解放氢体系的活化能降低至26kJmol-1。同时,金属有机骨架结构催化剂在氨硼烷水解体系中表现出了优异的循环性和稳定性。实验证实,氨硼烷水解储氢体系,表现出优秀的储氢性质和研究前景,值得我们深入地研究和探讨;以金属有机骨架结构为前驱体制备的催化剂,具有优异的催化性能。通过对氨硼烷室温水解催化体系的研究,证实了以金属有机骨架结构为前驱体,制备高效新型催化剂方法的可行性。　　 我们采用多种金属有机骨架结构为前驱体制备得到了多种金属有机骨架结构催化剂,并将催化剂引入氨硼烷热分解储氢体系中。通过添加1.0mol%的金属有机骨架结构催化剂,在接近室温的温度范围内,氨硼烷化合物热分解的放氢速度得到了大幅提升。采用Kissinger方程计算活化能,证实了加入金属有机骨架结构催化剂可以明显降低放氢的动力学势垒。通过对不同金属有机骨架结构为前驱体制备得到催化剂的催化性能的研究和探讨,探讨了前驱体金属有机骨架结构的化学结构、微孔结构与相应催化剂表现出的催化性能的联系。当金属有机骨架结构化学稳定性较低时,有利于在原位还原过程中得到Ni0催化活性位点,Ni0的大量存在能够有效地降低氨硼烷热分解的放氢温度和缩短引发期;当金属有机骨架结构的化学稳定性较高时,有利于骨架结构在催化剂中的保存,以及促使催化活性位点表现出高效的催化活性。利用晶体培养技术和晶体学工程原理,可以设计合成多种合适的金属有机骨架结构前驱体材料,制备得到高效的金属有机骨架结构催化剂。