10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.048
甲苯分子在铝基金属-有机骨架材料上的吸附特性
应用巨正则系综蒙特卡罗模拟(GCMC)方法研究了298K下甲苯在4种铝基金属-有机骨架材料(Al-MOF)上的吸附特征。通过对比模拟与实验结果,发现 Dreiding 力场能够较好地描述甲苯在 Al-MOF 上的吸附行为。由于4种Al-MOF材料均具有丰富的微孔结构,使得其甲苯吸附量(取1.5kPa时吸附量值比较)均高于传统吸附剂的吸附量(一般小于400mg/g),分别为1375mg/g (MIL-101)、866mg/g(CYCU-3)、807mg/g(MOF-519)、504mg/g(CAU-3-BDC)。通过Snapshot图和密度分布曲线分析了甲苯在Al-MOF中的吸附位,结果表明,在低压(低负载量)时,甲苯优先吸附在骨架中的小孔道内,随压力(负载量)的增大,甲苯分子逐渐填充到大孔道。此外,甲苯与有机配体的相互作用强于与金属簇的相互作用,说明有机配体处为优先吸附位。将298K、1.5kPa条件下甲苯吸附量与MOF的物理性质相关联,结果发现甲苯吸附量的大小与吸附剂的比表面积、孔容积成线性正相关,而与骨架密度成反比关系。
蒙特卡罗模拟、吸附、金属-有机骨架材料、甲苯
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O647.3(物理化学(理论化学)、化学物理学)
国家自然基金面上项目41471258;天津市科技支撑计划美丽天津专项14ZCDGSF00029项目。
2016-11-18(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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3707-3713