Zr 基 MOFs 的转化之旅：掺杂调控下力学性能与氢气储存性能研究
材料科学
2026-01-07 v1 计算物理
摘要
本研究深入探讨了 Zr 基金属有机框架 (MOFs) 的转化之旅，重点在于通过掺杂调控来增强其力学性能和氢气储存能力。MOFs 是一类多功能晶体孔材料，因其独特的性质和广泛的潜在应用在气体储存、分离、催化和传感等领域备受关注。其中，Zr 基 MOFs 因其卓越的稳定性和高比表面积而居于突出地位。该研究系统地通过分子动力学 (MD) 模拟、准粒子蒙特卡洩 (GCMC) 模拟和密度泛函理论 (DFT) 计算方法，考察了六种关键 Zr 基 MOFs (UIO-66、UIO-67、UIO-68、MOF-801、MOF-802 和 MOF-841) 的性能。研究探讨了金属离子取代 (Fe、Co、Ni、Cu、Zn) 对这些 MOFs 力学稳定性和氢气吸附容量的影响。我们的发现表明，金属离子取代显著影响 Zr 基 MOFs 的力学稳定性和氢气吸附容量，这为设计和优化高性能 MOF 材料提供了宝贵的见解。
引用
@article{arxiv.2601.02794,
title = {Transformation Journey of Zr-based MOFs: Study on Mechanics and Hydrogen Storage under Doping Regulation},
author = {Yanhuai Ding and Dan Qian and Zhipeng Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02794},
year = {2026}
}