基于CoRE MOF材料库的CH4/N2体系膜分离性能模拟及构效关系数据

本项目围绕天然气提质过程中CH4/N2高效膜分离的材料筛选与机理解析需求，构建了基于CoRE MOF材料库的膜分离性能模拟及构效关系数据库。数据集以孔道尺寸适合CH4和N2迁移扩散的5527种MOF材料为对象，结合高通量巨正则蒙特卡洛模拟、平衡分子动力学模拟和非平衡动力学分析，系统获得常温常压条件下的结构描述符、吸附性质、扩散性质、渗透性能和膜选择性指标。进一步地，针对代表性MOF膜结构开展气体穿膜过程自由能分析，获得CH4和N2迁移穿越膜孔道的平均力势曲线，用于解释分离性能差异的微观来源。结果显示，CoRE MOF材料在CH4/N2分离中普遍表现出以CH4吸附选择性为主导的分离特征，膜选择性与吸附选择性之间具有较明确的正相关关系，而扩散选择性整体贡献相对有限。该数据库包含性能模拟数据文件和自由能曲线分析文件，数据量3.51 MB，可用于MOF膜材料筛选、结构-性能关联分析、传递机制研究和数据驱动材料设计，为面向低能耗天然气脱氮的多孔膜材料开发提供了可复用的数据基础。