柔性金属有机骨架材料 MIL-53(Cr) 的第一性原理热力学
材料科学
2017-03-13 v1
摘要
我们使用第一性原理密度泛函理论总能量和线性响应声子计算，在准谐近似下计算了柔性金属有机骨架材料 MIL-53(Cr) 中作为温度、压力和晶胞体积函数的 Helmholtz 和 Gibbs 自由能。我们进行了 GGA 和 metaGGA 计算，每种计算均包含了 D2、D3 或 D3(BJ) 参数化下的经验范德华 (vdW) 力。在高达 500 K 的所有温度和从 -30 MPa 到 30 MPa 的压力下，发现自由能随体积变化存在两个极小值，分别对应窄孔 () 和大孔 () 结构。我们确定了临界正压和负压，超过这些压力后只存在一个自由能极小值。尽管所有结果都高估了 相相对于 相的稳定性，但与实验的最佳总体吻合度出现在采用 D3 或 D3(BJ) vdW 力的 metaGGA PBEsol+RTPSS+U+J 方法中。对于这些参数化，计算得到的 - 转变的自由能势垒仅为每摩尔 Cr(OH)(CHO) 3 至 6 kJ。
引用
@article{arxiv.1703.03440,
title = {Thermodynamics of the Flexible Metal-Organic Framework Material MIL-53(Cr) From First Principles},
author = {Eric Cockayne},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.03440},
year = {2017}
}