金属有机骨架材料分子设计与储氢性能分子模拟研究文献综述

 2024-06-02 23:58:08
摘要

氢能作为一种高效清洁的可再生能源,近年来备受关注。

然而,氢气的安全高效储存是制约其大规模应用的关键瓶颈之一。

金属有机骨架材料(MOFs)由于其独特的结构优势,如高比表面积、可调孔径和可修饰结构,在储氢领域展现出巨大的潜力。

本综述首先介绍了储氢材料的研究背景、MOFs材料的结构特点及其在储氢领域的优势,随后重点概述了近年来MOFs材料分子设计及其储氢性能分子模拟研究的最新进展,包括不同有机配体、金属中心、拓扑结构以及复合材料对储氢性能的影响,并详细介绍了常用的分子模拟方法,如蒙特卡洛方法、分子动力学方法和密度泛函理论等。

最后,对MOFs材料储氢领域的发展方向和挑战进行了展望。


关键词:金属有机骨架材料;储氢;分子设计;分子模拟;储氢机理

1相关概念解释

#1.1储氢材料
储氢材料是指能够以物理或化学方式吸附并储存氢气的材料,是氢能安全高效储存和运输的关键。

储氢材料的研究主要集中在提高储氢容量、吸放氢速度、循环稳定性以及降低成本等方面[1]。


#1.2金属有机骨架材料(MOFs)
金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的多孔晶体材料[2]。

MOFs材料具有高比表面积、可调孔径和可修饰结构等优点,在气体吸附与分离、催化、传感、药物递送等领域具有广泛的应用前景[3-5]。

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