锆基金属-有机骨架材料分离放射性气体Rn的计算筛选研究

• 作者: 王莹 郑柏树 王刘盛 汪冠宇 曾文江 汪朝旭 阳庆元
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 金属有机骨架材料 高通量筛选 分子模拟 氡 吸附 分离
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 2688-2696
• 页数: 8页
• 分类号: TQ028.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201277

摘要

存在于建筑材料中的氡（Rn）已成为污染室内空气的一种重要放射性气体，对人体的健康可造成严重的危害，因此开发对其具有高效分离性能的新型多孔材料具有重要的意义。基于巨正则系综的MonteCarlo模拟方法，系统地研究了163种锆基金属-有机骨架材料（Zr-MOF）在常温常压下对Rn/N2和Rn/O2混合气体的吸附分离性能。研究结果表明材料的孔径在5.6~8Å（1Å=0.1nm）、可接触比表面积在140~870m2/g范围内，材料对Rn的分离效果最佳，并发现在材料骨架上引入强极性功能基团如羧基（—COOH）和硫磺基（—SO3H）等，有利于强化材料对Rn的分离性能。研究结果可为今后理性设计与可控合成相关高性能MOF分离材料提供理论参考。