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高通量筛选金属-有机框架:分离天然气中的硫化氢和二氧化碳
引用本文:杨文远,梁红,乔智威. 高通量筛选金属-有机框架:分离天然气中的硫化氢和二氧化碳[J]. 化学学报, 2018, 76(10): 785-792. DOI: 10.6023/A18070293
作者姓名:杨文远  梁红  乔智威
作者单位:广州大学化学化工学院 能源与催化研究所 广州 510006
基金项目:项目受国家自然科学基金(Nos.21676094和21576058)资助.
摘    要:采用分子模拟高通量筛选的方法研究了6013种实验已经合成的金属-有机框架(MOFs)对天然气五元混合物(CH4,C2H6,C3H8,H2S和CO2)中H2S和CO2的吸附分离性能.为了综合吸附量和选择性这两项指标,我们首先比较了三种权衡方法[权衡α法(Tradeoff between SH2S+CO2/C1-C3 and NH2S+CO2,TSN),标准值法(Standard normal method,SNM)和权衡β法(Tradeoff between selectivity and capacity,TSC)].接着,针对四种MOF描述符[最大孔径(LCD),孔隙率(φ),比表面积(VSA)和吸附热(Qst0)],通过Pearson相关系数分析了每种描述符分别对三种权衡变量的相关性,结果显示TSC法与四种MOF描述符的相关性最佳.然后,使用多元线性回归方法定量地分析了四种MOF描述符分别对TSC的影响程度;而决策树模型则被用于规划性能高效MOFs的设计路径.最后,20种性能最优MOFs从数据库中脱颖而出,它们将为净化天然气技术的发展提供坚实的理论指导.

关 键 词:分子模拟  金属-有机框架  吸附  H2S  CO2  

High-Throughput Screening of Metal-Organic Frameworks for the Separation of Hydrogen Sulfide and Carbon Dioxide from Natural Gas
Yang Wenyuan,Liang Hong,Qiao Zhiwei. High-Throughput Screening of Metal-Organic Frameworks for the Separation of Hydrogen Sulfide and Carbon Dioxide from Natural Gas[J]. Acta Chimica Sinica, 2018, 76(10): 785-792. DOI: 10.6023/A18070293
Authors:Yang Wenyuan  Liang Hong  Qiao Zhiwei
Affiliation:Guangzhou Key Laboratory for New Energy and Green Catalysis, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China
Abstract:
Keywords:molecular simulation  metal-organic frameworks  adsorption  H2S  CO2  
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