在变压吸附(PSA)过程建模中,基于吸附的碳捕获金属有机框架(MOFs)的最佳性能在很大程度上取决于常用力场的选择。为此,曼彻斯特大学Conor Cleeton研究了分子力场对碳捕获MOFs计算筛选的影响。
本文要点:
1) 作者通过分子模拟在690个MOFs中生成了CO2和N2的吸附等温线,并使用六个典型的力场:UFF或Dreiding Lennard-Jones参数集,结合从头计算或电荷平衡方案得出的部分电荷。然后,作者使用PSA建模对系统的不确定性进行量化研究。作者观察到:(i)MOFs的性能在很大程度上取决于力场的选择;(ii)部分电荷分配是不确定性的主要来源,并且电荷平衡方案产生的结果与从头计算得出的电荷不一致;iii)Lennard-Jones参数的选择是主要的不确定性来源。
2) 该工作强调,使用单分子建模方法不可能获得高分辨率的材料性能,并且至少应该使用高通量计算筛选工作流程来评估MOFs性能的一些不确定性。作者还讨论了计算筛选研究的未来前景。
Conor Cleeton et.al A process-level perspective of the impact of molecular force fields on the computational screening of MOFs for carbon capture EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00858D
https://doi.org/10.1039/D3EE00858D