基于高通量计算筛选的金属有机骨架材料甲醛吸附性能

被引:14
作者
卞磊 [1 ,2 ]
李炜 [1 ,2 ]
魏振振 [1 ,2 ]
刘晓威 [1 ,2 ]
李松 [1 ,2 ]
机构
[1] 华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室
[2] 深圳华中科技大学研究院
关键词
金属有机骨架; 高通量计算筛选; 甲醛吸附; 蒙特卡洛分子模拟; 可再生性能;
D O I
暂无
中图分类号
O647.33 [吸附剂];
学科分类号
摘要
随着大量新型金属有机骨架(MOFs)吸附材料的出现,传统"试错式"的甲醛吸附剂研究方法具有效率低、周期长、成本高等问题.为实现高性能甲醛净化MOFs的快速研发,采用基于巨正则蒙特卡洛模拟(GCMC)的高通量计算筛选方法对2932种MOFs材料进行了甲醛吸附性能的快速评价.基于高通量计算筛选结果,我们挑选并制备出Y-BTC、Zn Car和Ni-BIC等3种对甲醛有较高吸附量的吸附剂,并采用粉末X射线衍射(PXRD)、比表面积分析(BET)对材料进行了表征.通过甲醛吸附实验,明确了筛选出的MOFs以及参照材料(Cu-BTC、活性炭)在甲醛初始浓度为100 mg/m3条件下的甲醛吸附量分别为0.38、0.25、0.11、0.08、0.06 mol/kg.同时,筛选出的吸附剂还具有良好的甲醛吸附循环利用性能.该结果表明筛选出的Y-BTC、Zn Car和Ni-BIC的甲醛吸附量均高于Cu-BTC和活性炭等参照吸附剂,证明了高通量计算筛选方法在指导甲醛吸附材料开发方面的有效性.
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