金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)是一类具有较大比表面积和孔隙率且结构组成多样的新型多孔材料,在储气、分离、催化等各个领域都有着潜在的发展前景。由于MOF材料种类繁多、组成多样,传统实验的方法无法对其进行系统的研究,所以分子模拟方法成为了研究MOF材料的重要手段之一。本文应用分子模拟的方法对MOF材料在天然气净化中的应用做了研究,并应用水(溶剂)热合成法合成了Cu-BTC,通过热重分析、X射线粉末衍射和N2吸附等分析方法对其进行了表征,进而考察了其催化性能。主要研究内容如下：1、针对天然气净化过程中甲烷和氮气的分离问题,采用GCMC方法,在298 K,压力在0-3.0 MPa范围内,模拟计算了32种MOF材料对甲烷和氮气摩尔比为9：1的体系的分离选择性。结果表明,材料孔径是影响甲烷对氮气的分离选择性的主要因素,孔径越小,分离选择性越大。除此之外,材料的化学组成、比表面积、自由体积、孔隙率等也对分离选择性有一定的影响。2、采用水(溶剂)热法合成了MOF材料Cu-BTC,并对其进行了一系列的表征。结果表明本实验所合成的Cu-BTC较为成功,可以用来进行后续的研究。3、应用苯甲醇氧化反应、α-蒎烯的异构化反应、环己烯和苯乙烯的氧化反应、碳酸甲乙酯的合成反应、苯甲醚的苄基化反应以及醇、醛的MPVO反应考察了Cu-BTC的催化性能,结果表明Cu-BTC只在苯甲醇氧化反应中表现出了催化活性。最后,具体考察了反应温度、反应时间等对其在苯甲醇氧化反应的催化性能的影响。