骨架柔性对短链烷烃分子在金属-有机骨架材料中扩散的影响

向辉; 刘大欢; 阳庆元; 密建国; 仲崇立

doi:10.7498/aps.60.093602

摘要

采用分子动力学方法,对短链烷烃在柔性和刚性具有相似拓扑结构的金属有机骨架材料(isoreticular metal-organic frameworks, IRMOFs)中的分子扩散进行了研究. 结果表明,分子在柔性骨架中的自扩散系数大于在刚性骨架中的自扩散系数,在柔性骨架中的活化能小于在刚性骨架中的活化能. 骨架的柔性对自扩散系数的影响随着温度的升高而增加,随着扩散分子数目以及扩散分子链长的增长而降低. 因此,在利用分子模拟方法研究烷烃在金属-有机骨架材料中的扩散行为时,尤其对于较高温度以及较短的烷烃分

关键词:

Abstract

Molecular dynamics simulations is performed to study the diffusion of several short alkanes in a flexible and rigid metal-organic framework, IRMOF-1. The results show that the self-diffusivities of alkanes in the flexible framework are larger than in a rigid framework and the activation energies in the flexible framework are less than in the rigid framework. The effect of framework flexibility on the self-diffusiviy increases with temperature inereasing and loading or chain length decreasing. Therefore, in the study of the diffusion behavior of alkanes in the metal-organic framework materials using molecular simulation method, especially for the case of the high temperature and shorter alkane molecules, flexible force field may give more reasonable results.

Keywords:

作者及机构信息

1.
北京化工大学化学工程学院,北京 100029

基金项目: 国家杰出青年科学基金(批准号: 20725622),国家自然科学基金(批准号: 20706002, 20876006, 20821004, 20906002)和北京市科技新星计划(批准号: 2008B15)资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China

参考文献

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