互穿结构及混合配体对金属-有机骨架材料分离性能的影响

在以前的工作中,我们利用蒙特卡洛和分子动力学模拟计算了具有互穿性结构及混合配体的金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)分离CH4/H2的吸附选择性及扩散选择性.研究了材料的互穿结构及混合配体对材料用于分离CH4/H2性能的影响.在本工作中,我们将以前的工作进行了扩展,详细研究了材料的互穿结构及混合配体对材料用于分离CO2/CH4,CO2/N2和CO2/H2等含有CO2的气体混合物性能的影响.此外,为了进一步阐明材料的结构对于其分离性能的影响,我们亦研究了材料用于分离CH4/H2及CH4/N2.从我们的结果可以看出,相比无互穿结构的MOFs材料,具有互穿结构的MOFs材料对所研究的所有混合气体的渗透选择性明显提高.这是因为具有互穿结构的MOFs材料对混合气体的吸附选择性明显高于无互穿结构的MOFs材料.结果表明,如果将材料作为膜用于气体混合物分离,使材料产生互穿结构是提高材料分离性能的一个很好的策略.

生物金属-有机骨架材料中药物吸附及扩散的分子模拟研究

选用了三种bio-MOFs(bio-MOF-1,bio-MOF-11,bio-MOF-100)材料,采用蒙特卡罗和分子动力学模拟研究了布洛芬分子在bio-MOF材料中的吸附和扩散性质.结果发现,bio-MOF材料结构对药物分子布洛芬的吸附及扩散有很大影响.其中,孔径控制着客体分子布洛芬的进入及扩散;孔隙率大小与布洛芬的吸附量及自扩散系数大小成正比.静电作用力对布洛芬分子的吸附有较小的促进作用.另外还研究了布洛芬分子在MOF材料中的最佳吸附位及最优构型,发现布洛芬分子优先吸附在金属角落处,以及不同材料其吸附的布洛芬分子最优构型是不一样的.