金屬—有機(jī)骨架材料氣體分離性能的分子模擬研究.pdf

1、金屬-有機(jī)骨架材料(metal-organic frameworks，MOFs)是一類新型的功能性納米材料，具有復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)特性和良好的性能表現(xiàn)。該材料在氣體儲(chǔ)存與分離、催化、生物醫(yī)學(xué)、藥品制造等諸多方面受到了研究人員的廣泛關(guān)注，逐漸成為了材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。計(jì)算化學(xué)方法是一種新興且發(fā)展迅速的研究方法，通過該方法，研究人員能夠方便地對(duì)材料的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行研究，對(duì)數(shù)量龐大的材料進(jìn)行預(yù)篩選，較傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究方法節(jié)省了大量的物力與人力。

2、>　　 本論文的工作就是運(yùn)用計(jì)算化學(xué)方法研究MOF材料在煙道氣分離和天然氣凈化中的吸附分離性能，得到了一些有用的結(jié)論與規(guī)律。本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括:
　　 1.研究UiO-66(Zr)系列材料對(duì)煙道氣和天然氣的分離與凈化性能，并考察了該材料的同時(shí)脫硫脫碳能力。研究結(jié)果表明，該系列材料不僅對(duì)CO2/N2體系和H2S/CH4體系具有很好的分離性能，還表現(xiàn)出了良好的同時(shí)脫硫脫碳的能力，使其有希望成為現(xiàn)階段工業(yè)應(yīng)用中常用的傳統(tǒng)多孔沸

3、石和活性炭的替代材料。
　　 2.研究微量雜質(zhì)(H2O、SO2)對(duì)UiO-66(Zr)材料分離煙道氣性能的影響。研究手段包括徑向分布函數(shù)、質(zhì)心分布圖、無限稀釋吸附熱等。結(jié)采表明，H2O和SO2對(duì)UiO-66(Zr)的分離性能影響不大。
　　 3.研究Hydrd-UiO-66(Zr)材料有機(jī)配體的改性對(duì)其吸附分離性能的影響，研究的氣體組分為H2S/CH4混合物。結(jié)果表明，在本工作中用到的改性基團(tuán)都能夠增強(qiáng)材料與氣體組分之間