多孔金属有机骨架材料储氢性能分子模拟

采用优化的dreiding力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(gcmc)模拟方法对h2在irmof-1、irmof-61和irmof-62共3种金属有机骨架(mofs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究.结果表明,该力场能够在全压力范围内很好地复制h2在irmof-62材料中的等温吸附曲线;但对低压下h2在irmof-61中的等温吸附曲线预测出现低估.与irmof-1相比,具有互穿骨架结构的irmof-61和irmof-62材料在常温下的储氢能力并无明显提高.进一步比较77k时100kpa、3.0mpa下h2在上述mofs材料中达到吸附平衡时的几率密度分布发现,h2会优先吸附在zn4o骨架附近靠近苯环的位置;对具有互穿结构的mofs材料而言,由于其孔腔尺寸缩小,使得h2优先吸附位区域零散化.适当长度的有机配体形成的互穿骨架结构能增强与h2分子之间的相互作用,具备较高的储氢能力;而有机配体尺寸过长则会增加骨架结构中h2吸附死角,对h2的吸附能力反而出现下降.