基于分子扩散的金属有机框架CO2捕集性能评估

《Nature Communications》：Molecular diffusion enhanced performance evaluation of metal-organic frameworks for CO2 capture

　　

摘要

分子扩散是限制固体吸附剂在二氧化碳捕集与分离应用中性能的一个关键因素。每种吸附剂的气体扩散特性由其表面原子与气体分子之间的物理和化学相互作用决定。然而，在验证二氧化碳捕集性能的实际工艺层面，模拟通常使用的是一些通用参数，这些参数忽略了每种吸附剂所特有的分子动力学特性。在此，我们基于能够反映各类金属有机框架独特结构特性的分子吸附预测结果，对金属有机框架在二氧化碳捕集方面的工艺级性能进行了模拟。通过对比10,143种用于燃烧后二氧化碳捕集的金属有机框架，我们展示了考虑材料特有的分子扩散动态如何影响其模拟出的工艺级性能。该方法还可用于评估其他类型的固体吸附剂，包括共价有机框架和沸石。