凝聚态物理 > 材料科学
[提交于 2025年8月28日
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标题: 使用机器学习势解码超小孔MOF MIL-120(Al)二氧化碳吸附剂中的局部框架动力学
标题: Decoding local framework dynamics in the ultra-small pore MOF MIL-120(Al) CO2 sorbent with Machine Learned Potentials
摘要: 具有超小孔径的金属有机框架(MOFs)为有效捕获CO2等客体分子提供了理想的环境。 它们框架的微小局部动态,无论是功能基团在有机连接体上的重新取向,还是无机节点中存在的动态,预计将在它们的吸附行为中起重要作用。 在此,我们将密度泛函理论(DFT)与一个专门训练的机器学习势能结合,系统地研究了桥接羟基的局部动态,这些羟基是原型超小孔径MOF MIL-120(Al)中的{\mu }2-OH基团,最近被报道为一种有吸引力的CO2吸附剂。 我们识别出六种与不同{\mu }2-OH取向相关的MOF构型,其相互转换的能量势垒相对较低(每单元0.07-0.19 eV),表明所有这些状态都可以在室温下实验观察到。 我们证明了我们的MLP能够达到接近DFT级别的保真度,能够再现空MOF的能量势垒和声子谱,并根据{\mu }2-OH取向准确预测CO2的吸附几何结构,其中CO2要么平行于孔轴,要么垂直于孔轴,这反过来决定了吸附热力学。 这项工作确立了对局部结构(如桥接羟基的重新取向/翻转)的可靠描述是获得超小孔径MOF中客体位置和热力学准确描述的关键特征。
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