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Metall-organische Rahmungsmaterialien (MOF) stellen eine interessante Alternative zu traditionelleren nanoporösen Materialien für eine Vielzahl von Trennprozessen dar. Trennprozesse, die nanoporöse Materialien beinhalten, können entweder durch Adsorptionsgleichgewicht, diffusive Transportgeschwindigkeiten oder eine Kombination dieser Faktoren kontrolliert werden. Das Adsorptionsgleichgewicht wurde für eine Vielzahl von Gasen in MOFs untersucht, aber über die molekulare Diffusionsgeschwindigkeit in MOFs ist bisher fast nichts bekannt. Wir haben Gleichgewichts-Molekulardynamik (MD) verwendet, um die Selbstdiffusion und Transportdiffusion mehrerer kleiner Gasarten in verschiedenen MOFs als Funktion der Porenbeladung bei Raumtemperatur zu untersuchen. Insbesondere haben wir die Diffusion von Ar, CH4, CO2, N2 und H2 in MOF-5 untersucht. Die Diffusion von Ar in MOF-2, MOF-3 und Cu-BTC wurde auf ähnliche Weise bewertet. Unsere Ergebnisse erweitern erheblich die Bandbreite der MOFs, für die Daten zur molekularen Diffusion verfügbar sind. Wir diskutieren die Aussichten für die Nutzung molekularer Transporteigenschaften in MOFs in praktischen Trennprozessen und die zukünftige Rolle von MD-Simulationen bei der Screening von MOF-Familien für diese Prozesse.
Skoulidas et al. (Mon,) haben diese Frage untersucht.