金属-有机骨架材料二聚铜-苯-1，3，5-三羧酸酯中烷烃扩散机理的分子模拟研究

采用分子动力学方法研究了直链烷烃C₁—C₄在二聚铜-苯-1,3,5-三羧酸酯（Cu-BTC）中的扩散机理.首先计算了4种烷烃的自扩散系数,并进一步通过质心分布图与分子轨迹图详细讨论了主、次孔道中各种类型的扩散路径.研究结果表明,不同烷烃在Cu-BTC中表现出的不同或近似的宏观扩散速率,是由微观上受到不同的扩散路径阻力并偏好不同的扩散路径所造成的.这些信息可提高人们对该类材料的认识,并为材料的实际应用以及新材料设计提供理论指导. 关键词： 分子模拟 二聚铜-苯-1 5-三羧酸酯 烷烃 扩散机理     

柔性金属—有机骨架材料中已烷的扩散研究

本工作将MM3力场进行了扩展,使其可用于描述其它IRMOF材料的柔韧性;在此基础上,我们采用分子动力学模拟研究了柔性IRMOF-1和-16材料中已烷的扩散。 本文重点研究了温度和分子数对己烷自扩散系数、扩散机理,以及骨架柔性的影响。结果表明,分子数是影响扩散路径的重要因素。其次,IRMOF-16的柔性强于IRMOF-1。 工作的结论有助于进一步研究链状分子在柔性MOF材料中的扩散。     

新型储甲烷金属-有机骨架材料的设计

针对迄今具有最大甲烷存储量的金属-有机骨架(MOF)材料PCN-14, 采用质心分布图研究了甲烷在其中的吸附机理. 结果表明, PCN-14中主要存在两个吸附位, 并且有机配体对材料吸附甲烷有着重要影响. 因此, 通过改变有机配体的类型, 设计了对甲烷具有更高吸附性能的新型MOF材料PCN-M. PCN-M在3.5 MPa下、290 K时对甲烷的吸附量达到了257 V/V, 比PCN-14增加了12%; 298 K时对甲烷的吸附量达到了241 V/V, 超过了DOE标准180 V/V的34%. 此外, 本工作表明了改变有机配体是改善材料存储甲烷能力的一种可行方法, 为合成高甲烷储存量的新MOF材料提供了理论依据.