氢是新能源动力汽车最理想能源,但缺乏有效的储氢技术。金属有机骨架材料因具有高比表面积和孔结构易调节等特点,在固体吸附中得到广泛研究,但尚未见到MOFs储氢应用于汽车和船舶等载具上的报道。本文应用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法,模拟了MOF-X(X=801,806,808,841)和具有边缘传递网的高连接MOFs两个系列的金属有机骨架材料的储氢吸附情况;应用非定域密度泛函理论(NLDFT),分析了它们的的孔径分布。结果显示,低温77 K条件下,所有MOF材料均具有良好的储氢性能,可以达到美国能源部(DOE)储氢目标,其中,拥有最多小孔结构,最大比表面积和孔容的Y-shp-MOF-1储氢量最大,1000 k Pa时体积储氢密度和质量储氢密度可分别达到0.079 kg/L和11.1 wt%。同时因为其显著的孔径差异,吸附等温线表现出两个吸附平台。同时,为了预测MOFs作为车载储氢材料的实际应用前景,模拟了边缘传递网高连接MOFs常温(298 K)条件下的储氢性能。研究发现,300 bar下,所有的MOFs材料均能达到美国能源部2020年目标;在同等条件下,Y-shp-MOF-1可以达到目前商用Type IV型高压储氢罐1.75倍的体积储氢密度,只需要140 bar就可以达到高压储氢罐相同的效果,有希望作为新的材料用于车载储氢系统。另外,还对边缘传递网高连接MOFs进行了甲烷吸附和甲烷/氢气选择吸附性进行了测试,结果发现它们不仅储氢性能卓越,对甲烷也具有很好的吸附性,但是甲烷/氢气吸附分离特性并不是很好,其选择吸附性能还有待进一步研究。