基于镶嵌/取代设计具有高气体分离性能的多孔材料
发布时间：2021-11-29 06:36
多孔材料由于其在气体存储,分离以及催化等方面的潜在应用,近年来受到广泛的关注。本论文,通过嵌入/取代等方式设计了一系列新颖的孔材料并采用巨正则蒙特卡洛（GCMC）和从头算（ab initio）方法从不同角度深入研究了多孔材料在气体吸附与分离方面的性能,以期对实验研究提供理论依据。论文研究内容如下:1、采用GCMC模拟和从头算方法研究嵌入多酸的超分子多孔材料对于CO2的吸附和分离性能。GCMC模拟表明与未修饰孔材料相比,嵌入多酸能够提升CO2/CH4（或CO2/N2）选择性近30倍,这是由于嵌入多酸提高了材料与CO2之间的相互作用。并且由于CO2优先占据有利吸附位点,可以抑制到CH4的吸附。此外,详细研究了在大的压力范围内嵌入的多酸的数量、质量和体积对于CO2/CH4（或CO2/N2）选择性的影响。从头算结果进一步验证了GCMC模拟的结果。因此所设计的这一系列孔结构对于C...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多孔材料按照孔径分类图
这类材料是由金属阳离子或金属簇与有机结构单元组成（图1.2-b），2005 年 Yaghi 教授组将多孔网络化学拓展到了纯有机领域：由轻元素（C、N、B、O）组成的有机单元通过共价键（C–C，C–N，和 B–O）连接形成一类新型的刚性的有机多孔骨架材料（COFs）[10]。最近，不同于上述多孔材料的纳孔分子材料（二肽、分子笼以及瓜环等）[11-23]的研究吸引了越来越多的关注，纳孔分子材料（NanoporousMolecular Materials）是指孤立的分子通过非共价相互作用堆积而成的纳孔材料，也就是彼此之间没有共价键或配位键组成的扩展的骨架结构。图 1.2 （a）TO4单元形成的沸石类结构示意图；（b）由金属阳离子与有机单元组成的金属-有机骨架结构示意图。
图 1.3 Zhang 等人[3+4]结构形状的多孔聚合骨架（PPFs）。对于原有的 PAFs 进行结构更改，通过使用含 N 联苯链取的 C-C 键得到新的 PAFs（图 1.4），命名为 NPAFs，作者选5所示，并使用GCMC模拟预测它们的CO2吸附能力。在考虑有咪唑基团的 NPAF 对比相同条件下原 PAF（PAF-1）对现出最高的 CO2吸附能力（11.5wt%，1bar，298K）。然而在
本文编号：3526028
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多孔材料按照孔径分类图
这类材料是由金属阳离子或金属簇与有机结构单元组成（图1.2-b），2005 年 Yaghi 教授组将多孔网络化学拓展到了纯有机领域：由轻元素（C、N、B、O）组成的有机单元通过共价键（C–C，C–N，和 B–O）连接形成一类新型的刚性的有机多孔骨架材料（COFs）[10]。最近，不同于上述多孔材料的纳孔分子材料（二肽、分子笼以及瓜环等）[11-23]的研究吸引了越来越多的关注，纳孔分子材料（NanoporousMolecular Materials）是指孤立的分子通过非共价相互作用堆积而成的纳孔材料，也就是彼此之间没有共价键或配位键组成的扩展的骨架结构。图 1.2 （a）TO4单元形成的沸石类结构示意图；（b）由金属阳离子与有机单元组成的金属-有机骨架结构示意图。
图 1.3 Zhang 等人[3+4]结构形状的多孔聚合骨架（PPFs）。对于原有的 PAFs 进行结构更改，通过使用含 N 联苯链取的 C-C 键得到新的 PAFs（图 1.4），命名为 NPAFs，作者选5所示，并使用GCMC模拟预测它们的CO2吸附能力。在考虑有咪唑基团的 NPAF 对比相同条件下原 PAF（PAF-1）对现出最高的 CO2吸附能力（11.5wt%，1bar，298K）。然而在
本文编号：3526028
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3526028.html
