共轭微孔高分子材料(CMP)是2007年才发现的一种新兴的微孔材料。利用第一性原理计算结果,我们设计了多种不同的CMP,并合成出这些CMP,将其应用到储氢,二氧化碳捕获与转化,水处理等领域。我们发现锂原子在共轭体系上会产生电荷转移从而形成锂离子,而形成的锂离子对氢气有较强的诱导吸附作用(如图1所示)。因此提出了一个新概念的储氢体系-锂掺杂共轭体系,并模拟了锂掺杂CMP的储氢性能,得到较好的结果。以此设计的实验证实了模拟结果,并开发出一种刷新储氢记录的CMP。我们系统研究了Salen-Al/Co对环氧烷烃与CO2的催化反应机理,发现Salen-Co可以在常温常压下催化该反应。应用这一理论结果,实验上成功制备了钴络合CMP,在常温常压下首次实现了不仅能大量捕获CO2,而且能够高效地催化CO2与环氧烷烃反应生成环碳酸酯。我们发现二炔与氟原子和重金属离子有较强的络合作用。鉴于这个理论结果,我们设计并合成出一种氟代CMP材料,发现其对重金属离子、有机物/油和染料分子都具有优秀的吸附能力。