氢气与二氧化碳在新型金属－有机骨架材料中存储及扩散机理的计算化学与实验研究

针对清洁能源氢气的存储以及温室气体二氧化碳的控制排放这两大具有重要化工背景的实际问题，在量子力学的层次研究金属-有机骨架材料(MOF)中的静电特性以及流体与材料之间结合能的变化规律；基于MC模拟方法，对流体在MOF材料中的吸附容量与材料结构特性之间的构效关系进行研究，并探讨其中的微观机理；利用MD方法模拟MOF材料的孔道结构和化学特性对流体传递性质的影响规律；利用计算机对新型目标MOF材料进行结构设计，并利用实验对理论研究结果进行验证。本项目选择MOF材料存储氢气和二氧化碳为研究对象，在选题上具有前沿性和实用性；采用量子化学计算、分子模拟和实验相结合的研究方式，在研究手段与方法上具有先进性和新颖性。本项目将明确各种因素对该类材料存储能力的影响规律并对相关力场进行开发，为设计与开发新材料提供理论依据。同时，本项目将促进学科交叉与渗透，使计算化学在材料、能源和环境等领域发挥重要作用。