新型儲甲烷金屬-有機(jī)骨架材料的設(shè)計

【摘要】：針對迄今具有最大甲烷存儲量的金屬-有機(jī)骨架(MOF)材料PCN-14,采用質(zhì)心分布圖研究了甲烷在其中的吸附機(jī)理.結(jié)果表明,PCN-14中主要存在兩個吸附位,并且有機(jī)配體對材料吸附甲烷有著重要影響.因此,通過改變有機(jī)配體的類型,設(shè)計了對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時對甲烷的吸附量達(dá)到了257 V/V,比PCN-14增加了12%;298 K時對甲烷的吸附量達(dá)到了241 V/V,超過了DOE標(biāo)準(zhǔn)180 V/V的34%.此外,本工作表明了改變有機(jī)配體是改善材料存儲甲烷能力的一種可行方法,為合成高甲烷儲存量的新MOF材料提供了理論依據(jù). 【作者單位】： 北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院計算化學(xué)研究室;
【關(guān)鍵詞】： 分子模擬 材料設(shè)計 金屬-有機(jī)骨架材料 甲烷 吸附
【基金】：國家自然科學(xué)基金(Nos.20725622,20876006)資助項目
【分類號】：TB33
【正文快照】： 天然氣作為清潔能源近年來越發(fā)受到青睞,但是安全、經(jīng)濟(jì)、高效的儲存問題一直都是阻礙其規(guī)模應(yīng)用的瓶頸.天然氣的主要成分是甲烷(體積分?jǐn)?shù)約占85%～95%),目前主要采用液化天然氣(LNG)、壓縮天然氣(CNG)和吸附天然氣(ANG)三種方式儲存[1].對于車載應(yīng)用,LNG方式實用性有限;CNG

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