MOFs等材料的催化活性与稳定性的量化研究
金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks，MOFs)是一类新型多孔材料，由于其独特的结构特征，在催化方面展现出了潜在的应用价值。首先，本文首先采用分子模拟方法结合密度泛函理论的计算方法，研究了负载金属Pd、Ag、Pt、Au的ZIF-8的催化活性及稳定性。同时利用密度泛函理论方法研究了材料Cu-BTC的水稳定性，研究其结构在酸性水溶液中的变化。另外，本工作还研究了其他类型材料作为加氢脱硫催化剂时，对噻吩和乙烯的吸附稳定性研究。研究结果表明:
金属与材料作用时，主要有三种作用方式，其中“碳-金属-碳”(C-M-C)形式最为稳定，并且对于同一种方式，ZIF-8负载金属后的稳定性顺序为:Pd＞Ag＞Pt＞Au。同时，本文利用CO作为探针分子，系统研究了负载金属后ZIF-8的催化活性，发现活性顺序为:Pd＞Pt＞Ag＞Au。本工作为研究利用MOF材料负载金属用于催化提供了参考信息。
Cu-BTC材料在酸性水溶液中时，水中质子会对Cu-BTC的结构产生影响，结构发生变化。水溶液中的质子会攻击骨架的Cu-O键，使骨架上的Cu-O键发生断裂。当两个质子同时攻击材料结构的时候，从邻对位断键的时候，得出的构型最为稳定，是较为优先的攻击作用方式。当四个质子同时攻击材料的Cu-O键时，结构被平行拉伸的时候，得到的构型最为稳定，Cu-BTC的骨架结构可能由三维正交立体结构变为二维层状结构。
在负载有金属原子(Co、Mo、Ni)的Al20O30团簇上，负载金属Mo的体系对于噻吩和乙烯的选择性竞争吸附过程更有利。同时，其吸附稳定性也高于对1-辛烯的吸附稳定性。对于层状材料MoS2、CoMoS和NiMoS，当这些材料均以金属原子(Co、Mo、Ni)为表面边界原子吸附噻吩和乙烯的时候，体系对于噻吩吸附稳定性更好。
金属-有机骨架材料;密度泛函理论;稳定性;催化活性;多孔材料;分子模拟
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
仲崇立
2013
中文
TB383
91
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）