| 题名 | 酸性氧化物气体在Cu-BTC中的吸附行为仿真模拟 |
| 作者 | 翟尚宇 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 李维学 |
| 关键词 | 构型偏移蒙特卡罗 密度泛函理论 Cu-BTC 吸附 分子筛效应 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | Cu-BTC是由二聚铜-苯-1,3,5-三羧酸酯为基本骨架单元所构成的周期性骨架材料,本文使用构型偏移蒙特卡罗方法模拟了三种室温下随气体逸度不断升高的二氧化物气体（SO2,CO2,NO2）在Cu-BTC的吸附量,吸附位以及吸附能分布。并最终利用密度泛函理论进一步解释了存在于Cu-BTC基本骨架单元不同位点的气体分子吸附机理。研究结果如下:在单体吸附条件下,三种氧化物气体中SO2的吸附量最高,并迅速占据高活性位点,使其具有较高的吸附能,从吸附点位来看,CO2的吸附位主要集中在四面体孔道,并存在向主孔道逸散的趋势,根据能量分布曲线可知,在单体吸附下CO2具有明显的双峰趋势,其吸附过程主要体现在四面体孔道和主孔道,其中与四面体孔道的结合更为紧密。NO2的吸附量始终较低,并游离在晶体表面。在混合吸附条件下（SO2:CO2:NO2=1:1:1）,SO2更强的分子间作用力使其他气体分子不再具有吸附优势,从而被挤出孔道之外。从三种气体吸附能分布也可以看出CO2在单体吸附条件下的吸附初期,具有双峰优势,由于SO2更强的范德瓦尔斯作用,而消失在竞争吸附的过程中。在吸附这三种气体时,Cu-BTC的基本骨架单元所对应的主孔道,以及四面体孔道,因基本骨架的夹角不同而呈现出截然不同的电荷密度分布,故可以说明,结构紧凑的四面体孔道对气体分子具有更强的范德瓦尔斯作用。在三种气体分子中SO2的电荷密度等高线分布范围最广,吸附能最高,说明结合最为紧密。由于较高的吸附优势,使得SO2在三点位的氧化物气体中形成分子筛效应。使用蒙特卡洛方法与密度泛函理论相结合可以从晶体的物理吸附与单元骨架能量吸附与结构吸附,多种角度对金属有机骨架材料进行有效分析,有望为高分子复杂结构吸附材料的结构改进及选型,提供可靠理论判据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 46 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91118]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 翟尚宇. 酸性氧化物气体在Cu-BTC中的吸附行为仿真模拟[D]. 2016. |
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