鋁金屬-有機骨架材料對苯系物的吸附模擬研究.pdf

1、苯系物的排放一直是工業(yè)關(guān)注的重點，而目前傳統(tǒng)吸附劑不能滿足苯系物廢氣凈化的需求，有待于開發(fā)和應(yīng)用性能更佳的新型吸附劑。金屬-有機骨架材料（MOF）是一種具有規(guī)則孔徑、高比表面、大孔容的新型多孔材料，其中，鋁金屬有機骨架材料（Al-MOF）與其它 MOF材料相比具有成本低、環(huán)境友好等特點，在吸附領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，然而目前缺乏Al-MOF系列材料對于苯系物的吸附研究。因此，本文利用分子模擬方法研究了苯、甲苯、對二甲苯三種有機廢氣污染物在

2、 CYCU-3、CAU-3-NDC、MOF-519、MIL-101、MIL-68、CAU-3-BDC、MOF-520、MIL-100八種Al-MOF材料中的吸附行為，包括吸附量、吸附能、優(yōu)先吸附位和擴散系數(shù)等。
　　首先，本文應(yīng)用巨正則蒙特卡羅模擬（GCMC）方法研究了298K下苯系物在八種鋁金屬-有機骨架材料上的吸附等溫線。通過對比模擬與實驗結(jié)果，確立了用 Dreiding力場描述苯系物在 Al-MOF中的吸附行為。八種 Al-

3、MOF材料均具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)，使得苯系物的吸附量均高于傳統(tǒng)吸附劑的吸附量，其中MIL-101和CYCU-3表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能，苯系物吸附量可達到1000 mg/g~1400mg/g。
　　其次，通過快照圖、密度分布曲線和吸附能分析了苯系物在Al-MOF中的吸附位。結(jié)果表明，苯系物有優(yōu)先吸附在Al-MOF小孔中的趨勢，金屬簇對苯系物的吸引力略高于有機配體對苯系物的吸引力，且苯系物中甲基個數(shù)越多，吸附作用力越強。進一步地，比較了2