金属-有机骨架材料MOF-5的改进与吸附甲烷的巨正则蒙特卡罗模拟

曾余瑶 张秉坚

引用本文: 曾余瑶, 张秉坚. 金属-有机骨架材料MOF-5的改进与吸附甲烷的巨正则蒙特卡罗模拟[J]. 物理化学学报, 2008, 24(08): 1493-1497. doi: 10.3866/PKU.WHXB20080828 shu
Citation:  ZENG Yu-Yao, ZHANG Bing-Jian. Designed Metal-Organic Frameworks Based on MOF-5 and Their Methane Adsorption Calculation by Grand Canonical Monte
Carlo Method[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2008, 24(08): 1493-1497. doi: 10.3866/PKU.WHXB20080828
shu

金属-有机骨架材料MOF-5的改进与吸附甲烷的巨正则蒙特卡罗模拟

摘要: 根据金属-有机骨架材料(MOFs)的设计思想, 在MOF-5(对苯二甲酸为桥联配体, Zn4O金属簇为中心的配位化合物)的基础上设计了10 种以Zn4O 金属簇为中心(Corner), 以不同基团单取代的对苯二甲酸(BDC)衍生物为桥联配体(Linker)的多孔材料. 用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟方法, 计算了这些材料在298 K、1-10 MPa条件下对甲烷的吸附量, 讨论了不同取代基与甲烷吸附量的关系.结果发现, 在298 K、3.5 MPa 时甲烷的吸附量主要取决于吸附热, 并且以硝基取代的配体构成的MOF分子吸附甲烷效果最好. 在此基础上, 进一步设计了以四硝基取代对苯二甲酸为桥联配体的MOF-4NO2, 该结构在相同条件下对甲烷的超额吸附量为209 cm3·cm-3, 总吸附量达到228 cm3·cm-3, 比美国能源部(DOE)提出的甲烷吸附材料应用要求标准高26%.

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  • 发布日期:  2008-08-06
  • 收稿日期:  2008-02-26
  • 网络出版日期:  2008-05-28
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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