新型储甲烷金属-有机骨架材料的设计

【摘要】：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. 【作者单位】： 北京化工大学化学工程学院计算化学研究室;
【关键词】： 分子模拟 材料设计 金属-有机骨架材料 甲烷 吸附
【基金】：国家自然科学基金(Nos.20725622,20876006)资助项目
【分类号】：TB33
【正文快照】： 天然气作为清洁能源近年来越发受到青睐,但是安全、经济、高效的储存问题一直都是阻碍其规模应用的瓶颈.天然气的主要成分是甲烷(体积分数约占85%～95%),目前主要采用液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)和吸附天然气(ANG)三种方式储存[1].对于车载应用,LNG方式实用性有限;CNG

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