第1章 概述 1
1.1金属-有机骨架材料简介 1
1.2金属-有机骨架材料的主要研究方向 3
1.2.1材料合成 4
1.2.2储能性能 4
1.2.3分离性能 4
1.2.4催化性能 4
1.2.5稳定性 5
1.2.6其他方面 5
1.3常见的金属-有机骨架材料 5
1.3.1 IRMOF系列材料 5
1.3.2具有孔笼-孔道结构的MOF材料 6
1.3.3 MIL系列材料 8
1.3.4 CPL系列材料 9
1.3.5 ZIF系列材料 9
1.3.6 PCN系列材料 10
1.3.7 Ui（）系列材料 11
1.3.8混合配体MOF材料 12
1.3.9混合金属MOF材料 12
参考文献 12
第2章 金属-有机骨架材料的制备方法 17
2.1 MOF材料的合成方法 17
2.1.1水热/溶剂热合成 17
2.1.2微波合成 18
2.1.3超声合成 19
2.1.4离子热合成 20
2.1.5电化学合成 20
2.1.6机械合成 20
2.2 MOF材料活化方法 21
2.2.1溶剂交换活化 21
2.2.2高温煅烧活化 22
2.2.3超临界CO2活化 22
2.2.4超声活化 23
参考文献 23
第3章 金属-有机骨架材料的计算化学研究方法 28
3.1量子化学方法 28
3.1.1第一性原理方法 29
3.1.2密度泛函理论 29
3.2分子力学方法 30
3.3分子模拟方法 34
3.3.1蒙特卡罗方法 35
3.3.2分子动力学方法 37
3.4 MOF材料领域计算化学研究综述 39
参考文献 39
第4章 金属-有机骨架材料吸附性能的构效关系研究 44
4.1氢气的存储 44
4.1.1 MOF储氢量与储氢机理 45
4.1.2 MOF储氢的构效关系 50
4.1.3提高MOF材料储氢能力的方法与材料设计 53
4.1.4氢气在MOF材料中吸附的量子化效应 54
4.2甲烷的吸附 59
4.2.1 MOF材料中CH4的吸附量与吸附机理 60
4.2.2 MOF材料中CH4吸附的构效关系 67
4.2.3提高CH4吸附量的MOF材料设计 71
4.3二氧化碳的吸附 75
4.3.1 MOF材料中CO2吸附的构效关系 75
4.3.2 MOF材料静电特性对CO2吸附的影响 80
4.4其他气体分子的吸附 81
参考文献 83
第5章 金属-有机骨架材料中气体扩散性质的构效关系研究 91
5.1 MOF材料中气体扩散研究简介 91
5.2 MOF材料的金属簇和有机配体对气体扩散性质的影响 93
5.3 MOF材料的互穿结构对气体扩散性质的影响 95
5.4二氧化碳在MOF材料中的扩散 100
5.5孔笼-孔道结构对MOF中气体扩散的影响 104
5.6 MOF材料的柔韧性对气体扩散的影响 112
5.6.1 MOF柔性力场研究简介 112
5.6.2不同气体在同一种柔性骨架材料中扩散的构效关系 114
5.6.3同一气体在不同柔性骨架材料中扩散的构效关系 118
参考文献 123
第6章 金属-有机骨架材料分离性能构效关系研究及设计 127
6.1研究方法的开发 128
6.1.1 MOF材料静电特性的研究方法 128
6.1.2 MOF骨架原子电荷的快速估算方法 129
6.1.3微观选择性 135
6.1.4“吸附度”及MOF分离性能QSPR模型的建立 136
6.2吸附分离 138
6.2.1与CO2相关的吸附分离研究 138
6.2.2烯烃和烷烃气体混合物的吸附分离研究 155
6.2.3其他气体混合物 157
6.3膜分离 165
6.3.1 MOF膜研究进展简介 166
6.3.2 MOF膜的构效关系研究 170
6.4强化分离效果的途径 174
6.4.1调整孔径大小及形状 175
6.4.2引入互穿结构 175
6.4.3化学改性 175
参考文献 209
第7章 共价有机骨架材料简介 219
7.1 COF材料的吸附与扩散性能研究 220
7.1.1 COF材料的储气性能 220
7.1.2 COF材料中的气体扩散性能 229
7.1.3 COF材料储气性能的构效关系 229
7.1.4提高COF材料储气性能的材料改性与设计 230
7.2 COF材料的分离性能研究 231
7.3 COF材料的热膨胀与机械性能研究 235
7.4 COF材料的其他性质研究 240
参考文献 241
第8章MOF材料构效关系研究与设计展望 246
8.1概念创新 246
8.2方法创新 246
8.3面向应用的MOF合成与设计 247
8.4 MOF材料稳定性与力学性能研究 247
8.5虚拟MOF材料设计与筛选方法开发 248
参考文献 248