新型掺杂多孔芳香骨架材料的储氢性能模拟.pdf

《新型掺杂多孔芳香骨架材料的储氢性能模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao1NovemberActa．一Chim．Sin．2014，30(11)，2043—20542043【Article]doi：l0．3866／PKU．WHXB201409222www．whxb．pku．edu．cn新型掺杂多孔芳香骨架材料的储氢性能模拟吴选军赵鹏’方继敏王杰刘保顺。蔡卫权。，1武汉理工大学化学化工与生命科学学院，武汉430070；。武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉430070；武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉430070)摘要：基于PAF．301分子模型通过Lj掺杂或B取代等

2、模式设计了几种新型多孔芳香骨架(PAFs)材料，采用量子力学和分子力学方法对新材料的储氢性能进行研究．由量子力学计算得到了不同分子片段与H之间的结合能，并结合DDEC方法计算了各分子片段的原子电荷分布．利用巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法计算了77和298K下H在不同PAFs材料中的吸附平衡性质．结果表明，H直接与苯环的结合能较低，但掺杂Lj原子能够提高H与六元环的结合能，同时Li原子体现出较高的正电性质，B原子取代苯环中的两个C原子后，使得原有C原子电负性增强：77K下PAF一301Li具有最高的储氢性能，而PAF．CB：H．Li．Si和PAF．CB

3、H．Li：．Ge体现出较好的常温储氢性能，各种材料的常温储氢性能远低于其低温储氢性能．通过77K下H在PAFs材料中的等位能面分布和吸附平衡质心密度分布对H在PAFs材料中的优先吸附位置进行分析。发现在PAF．301和PAF．301Li骨架中，由于中心能量较低的等位能区域范围较宽，H在其中存在四个明显的吸附高密度分布区域，而其它三种PAFs晶胞中心能量较低的等位能区域范围较窄，使得H在其中只存在两个明显的吸附高密度分布区域．关键词：多孔芳香骨架材料：掺杂：储氢：原子电荷：分子模拟中图分类号：O641SimulationontheHydrogenStora

4、gePropertiesofNewDopingPorousAromaticFrameworksWUXuan-Jun’'ZHAOPeng’FANGJi—MinWANGJieLlUBao．Shun。CAIWeI-Quan。，’-rSchoolofChemistry,ChemicalEngineeringandL~eSciences，WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,R．China；CollegeofNaturalResourcesandEnvironmentalEngineering,WuhanUniversit

5、yofTechnology,Wuhan430070,R．China；StateKeyLaboratoryofSilicateMaterialsforArchitectures，WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,PR．China)Abstract：Severalnewporousaromaticframeworks(PAFs)weredesignedbyLidopingorBsubstitutionbasedonthePAF．301molecularmode1．Thehydrogenstoragecapacit

6、iesofthesematerialswereinvestigatedusingquantummechanicsandmolecularmechanicsmethods．First．thebindingenergiesbetweenH2andthedifferentmolecularfragmentswerecalculatedusingquantummechanics，andtheatomicchargedistributionsofthemolecularfragmentswerecalculatedbythedensity．derivedelect

7、rostaticandchemicaIcharge(DDEC)method．Then，theadsorptionequilibriumpropertiesofH2onthedifferentPAFswerecalculatedat77and298KusinggrandcanonicaIMonteCarlo(GCMC)simulations．TheresultsindicatethatthebindingenergybetweenH2andbenzenewithoutLidopingispoor,whilethebindingenergiesbetween

8、H2andLi-dopedsix-memberringsReceived：Jul