金属－有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是近几十年来发展起来的一种新型多孔材料,它是以过渡金属或镧系金属离子与有机配体配位形成的多孔配位聚合物。与传统多孔材料相比,MOFs材料具有密度低、比表面积大、易合成和可设计等优点,被广泛用于气体存储和分离研究。利用分子模拟研究流体在多孔材料中的吸附及传递现象,对筛选储气材料、气体吸附剂和膜材料,以及对研究材料结构-性能之间的关系,从而指导实验合成新材料和改性现有材料等方面具有重大意义。　　本文选取具有互穿性结构的IRMOF-9,IRMOF-11,L5-L2,和它们对应的非互穿性结构的IRMOF-10,IRMOF-12,L6-L2以及MOF-single,L6-L1,bio-MOF-11等九种MOFs材料,利用蒙特卡洛和分子动力学模拟研究了CH4/H2,CH4/N2,C02/CH4,CO2/N2,CO2/H2混合气体体系在这些材料中的吸附和扩散性质。阐述了材料特性(互穿性和混合配体结构)对气体吸附选择性的影响,并阐述了材料的互穿特性对气体扩散,渗透性和渗透选择性的影响。此外,研究了bio-MOF-11对混合气体的吸附分离和膜分离性能。结果如下;　　(1)对MOFs材料的结构进行相互贯穿,可以同时提高材料对混合气体的吸附选择性和渗透选择性。但是,具有互穿性结构的L5-L2对气体的渗透性能低于它对应的结构非互穿性的L6-L2。　　(2)具有互穿结构的MOFs材料对气体的吸附选择性和体相压力之间的依赖关系,不同于无互穿结构的MOFs材料;在无互穿结构的MOFs材料中,吸附选择性几乎不随着体相压力变化;在有互穿结构的MOFs材料中,吸附选择性随着体相压力的变化较为复杂,主要是因为这类材料具有较小的孔穴结构,并且有些材料结构中有不同尺寸大小的孔穴,即孔穴分布的异质性。　　(3)气体混合物在具有混合配体的L6-L1中的吸附选择性在与之相应的单配体的IRMOF-10和MOF-single之间,然而对CH4/N2的吸附选择性呈现“异常”的现象。　　(4)Bio-MOF-11对含CC2气体的混合物有很好的吸附和渗透选择性,由于bio-MOF-11骨架对CO2强的静电力和限制效应的共同作用,导致CO2在其中的渗透性较低。