氢气在共价有机骨架材料中的吸附机理

作者：杨宵; 刘晶; 胡建波

来源：化工学报, 2015, 66(07): 2540-2546.

• 氢气
• 共价有机骨架材料
• 吸附
• 密度泛函理论
• 分子模拟
• 化学改性

共价有机骨架材料(COFs)是一种新型的储氢材料。采用密度泛函理论研究了COFs的7种主要团簇对H2的吸附机理,计算中选用GGA/PBE泛函。结果表明,当H2垂直接近时,团簇中心苯环为最优先吸附位,当H2平行接近时,硼氧环的中心以及氧原子上为最优先的吸附位。有机链团簇C原子数目的增加有利于对氢气的吸附,多个H2分子在COF-10和COF-105团簇的吸附主要属于协同吸附。对COFs进行碱金属(Li、Na、K)掺杂和官能团替代(甲基—CH3、巯基—SH、氨基—NH2)改性,发现H2吸附能得到显著提高,说明改性是提高COFs材料H2吸附能力的有效途径。

• 单位
  华中科技大学; 煤燃烧国家重点实验室