气态碘在COF-103上吸附的理论研究

摘要

采用第一性原理和巨正则蒙特卡罗方法,模拟研究了气态碘分子(I_2)在共价有机框架材料(COF-103)中的吸附行为,并讨论了气态氧化物、氯化物和挥发性有机化合物(VOCs)等杂质气体的竞争吸附影响.结果表明,I_2偏向以垂直方式吸附于COF-103苯环的碳原子位,其中,长程色散相互作用具有重要的贡献,色散能在吸附能中的占比最多可达46%.I_2与COF-103之间存在少量电荷转移,且可能形成具有弱共价相互作用的次级键.杂质气体中苯分子(C_6H_6)的吸附能和等量吸附热最大,与COF-103的亲和性最强,并且可以占据I_2的吸附位点,从而引起I_2吸附量的显著降低.

关键词

气态碘吸附 / 共价有机框架 / 第一性原理 / 巨正则蒙特卡罗