金属-有机骨架材料中流体吸附与扩散的分子模拟研究的任务书.docx

金属-有机骨架材料中流体吸附与扩散的分子模拟研究的任务书
任务书
课题背景：
金属-有机骨架材料（MOMs）是一种由金属离子和有机配体组成的网络结构。由于其独特的结构和性质，MOMs已成为一种新型的功能材料。MOMs通过研究其对各种分子的吸附和扩散行为，可用于气体分离、气体存储和催化等许多领域。因此，研究MOMs中分子的吸附和扩散行为，具有重要的理论意义和应用价值。
研究目的：
本课题旨在通过分子模拟的方法，研究MOMs材料中各种分子的吸附和扩散行为。具体研究内容如下：
1.开发适合MOMs材料的分子动力学模拟程序，建立合适的模拟模型。
2.系统地研究MOMs材料对常见气体如CH4、CO2、N2等的吸附和选择性吸附行为；
3.通过模拟，研究MOMs材料中分子的扩散行为，探究影响分子扩散的因素。
4.对研究结果进行分析和解释，得出结论，并提出相关的实验验证方案。
研究方法：
本研究主要采用分子动力学方法，以伦敦分散力做为空间限制引起的吸附作用，以及vanderWaals力和电荷相互作用做为相邻分子的相互作用力。通过改变模拟条件，如温度、压力、配位基团等参数，探讨不同因素对MOMs材料分子吸附和扩散行为的影响。
研究内容：
1.建立MOMs的分子动力学模型，构建MOMs模拟体系。
2.对常见气体分子进行吸附模拟，并分析各种分子的吸附量和选择性吸附性能。同时，研究分子的吸附动力学行为，并探究影响分子吸附的因素。
3.进一步研究各种分子在MOMs材料中的扩散性能，分析分子扩散速率和分子大小等因素对扩散的影响。探究MOMs材料中分子间相互作用力对分子扩散行为的作用。
4.对研究结果进行分析和解释，得出结论，并提出相关的实验验证方案。同时，对研究方法进行总结和归纳，为今后相关研究提供参考。
研究成果：
通过本研究，可以深入了解MOMs材料中分子的吸附和扩散行为。具体成果包括：
1.构建适合MOMs材料的分子动力学模拟程序，建立合适的模拟模型；
2.研究常见气体分子在MOMs材料中的吸附行为，分析各种分子的吸附量和选择性吸附性能；
3.研究各种分子在MOMs材料中的扩散行为，探究影响分子扩散的因素；
4.提出实验验证方案，对MOMs材料的研究和应用提供了重要的理论基础。
研究计划：
本研究计划使用分子动力学方法，分为以下几个阶段：
第一阶段：阅读文献，了解金属-有机骨架材料的基本性质和应用领域，了解分子动力学方法的基本原理和模拟步骤。
第二阶段：建立MOMs的分子动力学模型，构建MOMs模拟体系，对材料进行分析，并进行分子动力学模拟。
第三阶段：研究各种分子在MOMs材料中的吸附行为，分析各种分子的吸附量和选择性吸附性能。
第四阶段：研究各种分子在MOMs材料中的扩散行为，探究影响分子扩散的因素。
第五阶段：对研究结果进行分析和解释，得出结论，并提出相关的实验验证方案。
第六阶段：撰写研究报告，并进行答辩和交流。
总体计划：本研究计划于10月份开始，于明年的5月份结束。其中前三个月用于文献阅读和模拟体系构建，随后两个月进行数据分析和结果整理，最后一个月用于撰写研究报告和准备答辩。