金属-有机和共价有机骨架材料分离烟道气性能的分子模拟研究

金属-有机和共价有机骨架材料分离烟道气性能的分子模拟研究随着社会经济的发展和人们环保意识的增强，清洁能源的使用已成为全球发展的热门话题。其中，燃煤电厂是目前最主要的发电方式之一，但烟道气的处理和利用是

- 金属有机和共价有机骨架材料分离烟道气性能的分 子模拟研究 随着社会经济的发展和人们环保意识的增强，清洁能源的使用已成 为全球发展的热门话题。其中，燃煤电厂是目前最主要的发电方式之 一，但烟道气的处理和利用是电厂必须面对的一项重要问题。因此，研 究烟道气处理材料的分离性能具有重要的意义。 近年来，金属-有机和共价有机骨架材料作为一种新型的气体分离材 料备受研究者青睐。金属-有机骨架材料是一种由金属离子桥连有机配体 形成的三维多孔结构材料，具有孔径大小可调、表面活性高等特点，能 够有效地分离烟道气中的二氧化碳等有害气体；共价有机骨架材料则由 有机分子的共价键连接而成，具有柔性孔径、高稳定性等特点，在分离 气体方面也具有优异的性能。 为了深入研究金属-有机和共价有机骨架材料的分离性能，本文基于 分子模拟方法，采用MaterialStudio软件，建立了金属-有机和共价有 机骨架材料的分子模型，并对其分离烟道气的性能进行了模拟研究。 首先，我们建立了金属-有机骨架材料（MOF）和共价有机骨架材料 （COF）的模型，并选取了烟道气中常见的气体分子（二氧化碳、氧 气、氮气等）作为分离对象，进行了吸附和渗透模拟研究。模拟结果表 明，MOF和COF材料对二氧化碳的吸附能力较强，因其具有较好的表 面活性，能够有效地与二氧化碳分子发生作用；而对于氧气和氮气这两 种较小的分子，MOF和COF材料的分离能力则较弱。 进一步分析模拟结果，我们发现，孔径大小、结构形态、化学成分 等因素均对分离性能产生影响。MOF材料中不同金属离子对分离性能也 有一定影响，如Zn、Cu等金属离子的MOF材料对二氧化碳的吸附能力 较强，而Al、Cr等金属离子的MOF材料则对氮气的吸附能力强。