面向生物甲烷分离的不同金属配位金属-有机骨架材料的分子设计

【摘要】：采用巨正则Monte Carlo法(GCMC),对CH4/CO2混合气体体系基于金属-有机骨架材料(MOFs)的吸附分离进行了模拟研究。吸附分离材料涉及3个系列(M-MOF-74、M-MIL-53和[M(atz)(bdc)0.5])(M=Mg,Co,Ni,Zn,Al,Cr)不同金属配位的8种MOF材料。研究表明,Mg-MOF-74的CO2吸附性能在高压下优于其他材料;在低压时,拥有大量氨基官能团的[Zn(atz)(bdc)0.5]和[Co(atz)(bdc)0.5]材料有更高效的CO2分离性能。通过径向分布函数和CO2吸附构型快照重叠图进一步分析发现,各个系列材料不同金属配位对CO2吸附构型的影响造成了材料吸附分离性能有较大的不同。研究结果能够为实验上设计和开发新型高效CO2和CH4吸附分离MOFs材料提供启发。 【作者单位】： 华南理工大学化学与化工学院 绿色化学产品技术广东省重点实验室;华南理工大学轻工与食品学院 制浆造纸工程国家重点实验室;
【关键词】： 分子模拟 金属-有机骨架材料 吸附 分离 生物甲烷
【基金】：国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733500) 中央高校基本科研业务费专项资金(2014ZB0012)~~
【分类号】：O621.13
【正文快照】： 引言沼气发酵后产生的气体主要由甲烷(50%~70%)、二氧化碳(25%~45%)等成分组成。经过分离提纯,甲烷含量达到97%以上,可作为天然气使用,也被称为生物甲烷。生物甲烷中二氧化碳的存在不仅会显著降低它的燃烧热值,而且由于水的存在,二氧化碳具有酸性,对输送和存储设备造成腐蚀,所

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