人工晶体学报

作者：王耀东, 李晓东, 杨朋辉, 张慧东, 刘秀英, 于景新

单位：河南工业大学理学院,郑州 450001

关键词：共价有机骨架,氢气储存,巨正则蒙特卡罗模拟,物理吸附,分子力学方法,

基金：国家自然科学基金(11447142,11504088);河南省科技攻关计划(202102210003);河南工业大学青年骨干教师培育项目(21420083)

采用分子力学方法,从理论上设计了五种具有lta拓扑结构的高价态硼磷共价有机骨架(BP-COFs)材料。研究结果表明五种材料均具备有利于储氢应用的结构特性,如低密度(0.52~1.17 g·cm-3)、大比表面积(1 274.12~4 033.95 m2·g-1)和高孔隙率(0.55%~0.78%)等。使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)方法预测298和77 K温度下五种材料对氢气分子的物理吸附性能,并分析了材料结构与氢吸附性能之间的构效关系,结果表明五种BP-COFs材料具有较强的氢气吸附能力。尤其是在77 K时,BP-COF-10和BP-COF-11在储氢性能方面的表现最为优异,BP-COF-10具有最高的体积储氢量52.86 g·L-1,BP-COF-11具有最高的质量储氢量9.90%,而且随着压强的增加,BP-COF-11的质量储氢量仍然保持较好的上升趋势,这表明本文所设计材料具有优异的储氢应用潜力。本研究将为实验上开发新型高性能储氢材料提供一定的理论参考。

来源：2024年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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