设计稳定性：水解驱动 MOF 降解的原子级洞察
材料科学
2025-07-23 v1
摘要
金属有机框架（MOFs）是由金属原子通过有机连接体互连形成的多孔材料，具有高比表面积和可调孔隙率，使其成为 CO2 捕获的极佳候选材料。然而，它们在潮湿条件下的稳定性和有效性尚未被完全理解，这通常限制了其商业应用。在此，我们利用反应分子动力学（MD）结合元动力学采样来评估七种常见 Zn 基 MOF 的稳定性，以确定在低水浓度极限代表性条件下的水解能量学。反应的自由能面（FESs）表明，水的稳定性强烈依赖于其连接体尺寸和化学性质。我们的研究结果表明，ZIFs（MOF 的一个子类）比同网状金属有机框架（IRMOFs）表现出更高的水稳定性。我们进一步尝试将水解能垒与这些 MOF 的物理化学描述符进行关联。本研究为开发用于碳捕获技术的稳定多孔材料提供了对关键因素和基本含义的见解。
引用
@article{arxiv.2507.16197,
title = {Stability by Design: Atomistic Insights into Hydrolysis-Driven MOF Degradation},
author = {Ashok Yacham and Tarak K. Patra and Jithin John Varghese and Richa Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.16197},
year = {2025}
}