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1、物理化學(xué)學(xué)~(WuliHuaxueXuebao)OctoberActaPs．一Chim．Sin．2013，290o)，2207-22142207[Article]doi：l0．3866／PKU．WHXB201307191www．whxb．pku．edu．cn多孔金屬有機(jī)骨架材料儲氫性能分子模擬吳選軍鄭佶李江蔡衛(wèi)權(quán)(武漢理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，武漢430070)摘要：采用優(yōu)化的DREIDING力場參數(shù)，通過巨正則系綜蒙特卡洛(GCMC)模擬方法對H：在IRMOF一1、IRMOF．61和lRMOF．62共3種金屬有機(jī)骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能進(jìn)行了比較研究．結(jié)果表明，該力場能夠在全壓力
2、范圍內(nèi)很好地復(fù)制H在IRMOF．62材料中的等溫吸附曲線：但對低壓下H在lRMOF．61中的等溫吸附曲線預(yù)測出現(xiàn)低估．與IRMOF-1相比，具有互穿骨架結(jié)構(gòu)的lRMOF一61和IRMOF-62材料在常溫下的儲氫能力并無明顯提高．進(jìn)一步比較77K時100kPa、3．0MPa下H在上述MOFs材料中達(dá)到吸附平衡時的幾率密度分布發(fā)現(xiàn)，H：會優(yōu)先吸附在ZnO骨架附近靠近苯環(huán)的位置：對具有互穿結(jié)構(gòu)的MOFs材料而言，由于其孔腔尺寸縮小，使得H優(yōu)先吸附位區(qū)域零散化．適當(dāng)長度的有機(jī)配體形成的互穿骨架結(jié)構(gòu)能增強(qiáng)與H分子之間的相互作用，具備較高的儲氫能力：而有機(jī)配體尺寸過長則會增加骨架結(jié)構(gòu)中H2吸附死角，對
3、H。的吸附能力反而出現(xiàn)下降．關(guān)鍵詞：金屬有機(jī)骨架材料：多孔材料：巨正則系綜蒙特卡洛模擬：儲氫：等溫吸附中圖分類號：O641MolecularSimulationonHydrogenStorageCapacitiesofPorousMetalOrganicFrameworkswuXuan-JunZHENGJiLIJiangCAIWei—Quan(SchoolofChemicalEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,PR．China)Abstract：TheadsorptionequilibriumpropertiesofH2m
4、oleculeslnvariousmeta1．organicframeworks(MOFs)includinglRMOF．61，IRMOF-62，andIRMOF．1werestudiedusingthegrandcanonicaIMonteCarlo(GCMC)simulationmethodwiththeoptimizedparametersobtainedusingtheDRElDINGforcefield．ThecalculafedparameterscouldexactlyreproducetheadsorptionisothermsofH2moleculesinlRMOF．62
5、．However,theymayunderestimatetheadsorptionisotherm0fH2moleculesinlRMOF．61atlowpressure．TheH2storagecapacities0fIRMOF一61andlRMOF一62withinterpenetratingframeworkswerenotsignificantlyhigherthanthatoflRMOF．1atroomtemperature．H2moleculeswerepreferentialyadsorbednearZn40units．whichwereIocatedclosetotheb
6、enzenerings，accordingtotheprobabilitydensitydistributionofH2moleculesintheaboveMOFsunderadsorptionequilibriumconditionsat77K，100kPa，and3．0MPa．FortheMOFswithinte~enetmtingframeworks，theareawithpreferentiaIadsorptionsitesforH2moleculesissmallerandmorescatteredthantheMOFwithoutbecauseoftheirsmallerca
7、vitysizes．TheorganicIinkershouldbeofappropriateIengthtopromotetheformationofaninterpenetratingframework，whichcanenhancetheinteractionbetweentheframeworkandH2molecules，andthusimproveH2storagecapacity．Iftheorganicl
