金属有机骨架化合物MOF-5吸水稳定性及骨架改性储氢性能的模拟研

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金属有机骨架化合物MOF-5吸水稳定性及骨架改性储氢性能的模拟研

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毕业论文范文题目：金属有机骨架化合物MOF-5吸水稳定性及骨架改性储氢性能的模拟研，论文范文关键词：金属有机骨架化合物MOF-5吸水稳定性及骨架改性储氢性能的模拟研
金属有机骨架化合物MOF-5吸水稳定性及骨架改性储氢性能的模拟研毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：金属有机骨架材料(MetalOrganicFrameworks,MOFs)是一种具有结构组成的多样性、较大的比表面积和孔隙率、热稳定性好、可裁剪性孔等特点的类似于沸石的新型纳米多孔材料,可应用于气体储存、分离、催化等领域。作为一种潜在的储氢材料,以MOF-5为代表的金属有机骨架材料在特定条件下表现出优异的储氢性能。但该种材料同样存在诸多缺陷,如抗水稳定性差,实现高储氢量条件苛刻等。计算化学(包括量子化学与分子模拟)不仅可以突破传统方法中的局限性,而（本文此处忽略..）且还可为最佳吸附材料的设计和最优操作工况的确定提供理论依据,并大大缩短实验周期,准确的预测结果。因此,开展对MOFs吸水稳定性、改性骨架结构增强氢气吸附能力的理论研究,具有非常重要的实际意义。本文对MOF-5吸水稳定性、MOF-5碳纳米管复合结构的氢气吸附能力以及带电MOF-5的氢气吸附能力进行研究。主要内容如下:(1)采用分子模拟的方法,对UFF力场定义下的MOF-5骨架结构的吸水稳定性进行研究,结果表明,当结构中水分子质量分数低于1.172%时,晶格长度随着（略..）水分子水的增加而减小,MOF-5在吸水后,结构收缩,晶格结构发生扭曲但骨架结构仍能稳定存在,比表面积缓慢减小;水分子质量分数大于1.172%时,MOF-5的晶格长度剧烈变化,且晶格长度a,b,c变化异常无明显规律,骨架结构稳定性降低,比表面积急剧减小;水分子质量分数达到2.83%时,比表面积降低为0,结构发生破坏,中孔消失,骨架坍塌。水分子在结构中攻击Zn_4O四面体丛簇中的Zn离子,与Zn离子形成配位作用,同时占据和挤压BDC和Zn_4O四面体丛簇中O在结构中的位（略..）置,随着水与Zn离子作用数的增加,与Zn离子相结合的水分子数增多,导致骨架结构破坏。(2)采用蒙特卡洛法对MOF-5复合碳纳米管结构进行氢气吸附模拟。分析低、中、高压下的MOF-5和MOF-5碳纳米管复合结构氢气吸附能力,表明通过复合碳纳米管能够增加MOF-5结构的氢气吸附位,使得复合结构在低压和中压下有较强的氢气吸附能力,但由于碳纳米管占据了MOF-5结构中的立方孔结构,使得MOF-5的孔体积减小,在高压下氢气的吸附能力降低。(3)采用蒙特卡洛法对带电MOF-（此处忽略..）5结构进行氢气吸附模拟。表明通过适量改变MOF-5结构的带电性能,能够增加骨架结构的氢气吸附位,增加的氢气吸附位置主要集中在Zn_4O四面体丛簇处与对苯二甲酸连接处的O和对苯二甲酸中苯环与羧基连接处,即可以增加MOF-5在低压和中压下的氢气吸附能力,但由于未涉及到骨架结构的改变,结合吸附等温线,改变结构的电性能不能明显的增加MOF-5的吸附性能。

以上为本篇毕业论文范文金属有机骨架化合物MOF-5吸水稳定性及骨架改性储氢性能的模拟研的介绍部分。

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