CO2在金属有机骨架材料M-MOF-74的吸附机理

摘要：

金属有机骨架化合物(MOF)是一种新型的温室气体CO2吸附材料.采用密度泛函理论研究了4种金属有机骨架材料(M-MOF-74,M为Mg、Zn、Co、Ni)对CO2的吸附机理,以及N2、H2O对CO2选择性吸附的影响.结果表明,CO2主要吸附在金属位上,其吸附作用主要来自于CO2与金属位之间的范德华力和静电力.吸附后的稳定结构显示CO2分子的键角均有变化,并与金属原子形成有一定角度的M2+…OCO配合物.4种材料中Mg-MOF-74对CO2的吸附最强,吸附能为-44.38 kJ/mol,其他3种材料吸附CO2的顺序为Zn-MOF-74＞ Co-MOF-74≈Ni-MOF-74.N2分子在4种材料上的吸附都很弱,吸附能全部低于-20 kJ/mol,有利于CO2的选择性吸附.N2分子与金属原子形成线性M2+…NN结构.H2O分子通过氧原子与金属位之间发生静电作用,会对CO2的吸附造成一定的影响.

关键词：二氧化碳、吸附、金属有机骨架、M-MOF-74、烟气、密度泛函理论

所属期刊栏目：20

分类号：TK16(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金资助项目50936001,51021065;国家重点基础研究发展计划973计划资助项目2011CB707301

在线出版日期：2014-08-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：252-256