金属有机骨架材料负载离子液体电子结构及吸附性能的理论研究

发布时间：2021-11-01 23:45

　　金属-有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是一种具有周期性的晶体材料,其拓扑结构由无机金属阳离子（或团簇）和有机配体通过配位键形成。MOFs多孔材料具有可随意调节的孔结构以及超高的比表面积,广泛应用于催化、储氢、气体的吸附分离、化学传感和磁性等领域。近年来,科研工作者在MOFs材料的孔径中负载其他分子,从而影响或提高纯MOFs体系的性能。离子液体（ILs）作为一种新型绿色溶剂应用广泛,但其高粘性制约了发展。最近研究表明MOFs体系可以作为支撑体承载ILs,不仅有望降低离子液体的高粘性,而且有助于提高材料的吸附分离能力。本文将ILs负载于不同MOFs材料的孔径中,系统研究MOFs与ILs之间的作用机理,为选取合适的MOFs体系承载ILs提供相应的理论基础。本文主要是基于密度泛函理论（DFT）中的第一性原理计算,研究不同类型的MOFs结构负载IL,分析电子结构变化、作用强度及对CO₂吸附能力的影响。具体研究内容包括:（1）基于DFT方法,探究具有开放金属位点的Zn-MOF-74体系负载咪唑类离子液体（[Emim][BF₄

【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 金属有机骨架材料(MOFs)
        1.1.1 MOFs的性能及应用
        1.1.2 MOFs的分类
        1.1.3 MOFs的理论研究
        1.1.4 MOFs的气体吸附
    1.2 MOF-74简介及相关研究
    1.3 MOF-253简介及相关研究
    1.4 负载ILs的MOFs体系相关研究
        1.4.1 离子液体简介
        1.4.2 MOF@ILs复合体系研究进展
    1.5 论文的研究内容及目的
    1.6 本文的创新点
第2章 理论基础与计算方法
    2.1 背景简介
    2.2 密度泛函理论(Densityfunctionaltheory)
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 交换关联泛函
        2.2.4 赝势理论
    2.3 相关计算程序
第3章 Zn-MOF-74负载ILs的结构及吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Zn-MOF-74和[Emim][BF_4]的结构特征
        3.3.2 负载[Emim][BF_4]的Zn-MOF-74结构特征
        3.3.3 负载[Emim][BF_4]的Zn-MOF-74电子性质分析
        3.3.4 Zn-MOF-74对CO_2吸附
        3.3.5 负载[Emim][BF_4]的Zn-MOF-74对CO_2吸附
    3.4 本章小结
第4章 MOF-253负载ILs的结构及吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MOF-253的结构特征
        4.3.2 负载[Emim][BF_4]的MOF-253结构特征
        4.3.3 负载[Emim][BF_4]的MOF-253电子性质分析
        4.3.4 MOF-253对CO_2吸附
        4.3.5 负载[Emim][BF_4]的MOF-253对CO_2吸附
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的量子化学研究[J]. 刘坤辉,蒲敏,李会英,陈标华.  化学物理学报. 2005(03)



本文编号：3470918