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金属一有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)是一类类似于沸石的新型多孔材料,具有多样性的结构组成、较大的比表面积和孔隙率、可裁剪性的孔、良好的热稳定性等特点,共价—有机骨架材料(Covalent-Organic Frameworks, COFs)也是一种类沸石的新型多孔材料,除了拥有MOFs的诸多优点外,还具备有比MOFs密度轻等优点,他们都被广泛应用于气体储存、分离及催化等领域。计算化学不仅可以突破传统方法的局限性,而且还可为最佳吸附材料的设计和最优操作条件的确定提供理论依据,实现从以经验为主向定量、定向制备的转变,从而节省大量繁杂的实验研究。本文采用量子化学与分子模拟两种方法,对COFs和MOFs中流体的吸附分离等性质进行了系统的理论研究。其主要研究内容如下：1、采用分子模拟的方法,系统地评估了金属一有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)和共价一有机骨架材料(Covalent-Organic Frameworks, COFs)在CH4/CO2/H2体系中的分离性能。结果表明,COFs和MOFs分离性能差不多,尽管COF材料骨架电荷静电贡献比MOFs小,但仍需要考虑。另外,理想吸附溶液理论-IAST理论也适合大多数COFs。2、用分子模拟的方法,系统的评价了CO2/N2体系中11种IRMOFs (IRMOF-1,-3,-6,-8,-10,-11,-12,-13,-14,-16,-18),6种PCNs(PCN-6’,PCN-6, PCN-9, PCN-10, PCN-11, PCN-14),7种ZIFs(ZIF-1, ZIF-3, ZIF-10, ZIF-68, ZIF-69, ZIF-71, ZIF-78)和其他8种MOFs(Cu-BTC, mesoMOF-1, MOF-2, MOF-14, MOF-177, MOF-505, MOF-602, MOF-HTB’)的吸附选择性。通过模拟298K时的吸附选择性得知,发现对于同一系列材料,IRMOF-18、ZIF-78、MOF-2比同系列其他材料具有更好的分离性能。此外,本章还表明了MOF材料的有机配体和Open Metal Sites对吸附分离产生重要影响,改变有机配体和改变开放性金属点原子是提高其分离能力的一种可行方法,这为合成新型高吸附性能的MOF材料提供了理论依据。