降低化石燃料在生产中的比重,加快推进新能源、可再生能源驱动的供应系统,加快氢能生产等领域的技术研发,构建清洁高效的能源体系,是我国积极应对气候环境的变化,推进生态文明建设的必然选择。氢能作为有力的候选能源,其应用的关键在于氢气的吸附和分离。多孔材料在能源气体存储领域表现出优越的吸附性能和可观的应用前景,在较低的压力下提供更大的储氢密度,通过物理吸附保证了吸附过程的快速动力学和完全的可逆性。其中结构高度可调的金属有机骨架展现出良好的吸附特性。在理论方法的支撑下,计算模拟技术被广泛应用到材料吸附分离等性能的研究中。通过分子模拟等方法来研究氢气吸附分离的机理,将宏观物理性质与原子或分子的构型和相互作用联系起来,从分子层面阐明物理相互作用。希望通过对气体吸附模拟分析,能够进一步理解多孔材料的构型关系,增强对吸附分离本质的理解和认识,为实验结果的合理化提供参考,并为新材料的开发设计提供方向。本论文应用密度泛函理论（DFT）和巨正则蒙特卡洛（GCMC）相结合的方法,对不同金属离子掺杂的两类不同特征金属有机框架材料吸附分离氢气的过程进行研究。论文的主要研究内容有:1.在高质量比表面积和体积比表面积的NU-1501-N（N=Al,Fe）体系中,通过将模拟数据与实验结果相对比显示出一致性,同时表现出较高的氢气吸附量。根据吸附条件的不同可以得出低压吸附主要受气体-框架间的相互作用影响,高压吸附主要受框架材料的孔径和比表面积影响。具有相同拓扑结构的NU-1501-Al和NU-1501-Fe的吸附热差异不大,NU-1501-Al与氢气相互作用时的吸附能较高。金属离子电荷的差异影响了苯环上的电子密度,使得氢气的优先吸附位点表现出不一致性,但主要吸附密度区域一致。通过对不同摩尔比条件下H2/CH4和H2/N2的吸附选择性的研究,发现氢气与氮气的主要吸附位点一致,氢气与甲烷的吸附位点分布存在明显差异,吸附位点不一致有利于混合气体的分离,高比表面积的NU-1501-N（Al,Fe）对H2/N2不能实现较好的分离。2.在含氟阴离子杂化的超微孔材料SIFSIX-3-M（M=Cu、Fe、Ni、Zn）体系中,计算了298 K和160 K下的吸附等温线,发现在超微孔材料中,金属离子的差异对氢气的吸附量影响较小。但是小孔径有利于氢气与框架间的相互作用,吸附热较大。通过模拟氢气混合气的分离,发现氢气,氮气和甲烷在SIFSIX-3-M（M=Cu、Fe、Ni、Zn）的吸附密度图中占据不同的吸附位点,这有利于气体的分离,进一步通过径向分布函数验证了这一观点。SIFSIX-3-M（M=Cu、Fe、Ni、Zn）系列材料表现出来良好的分离性能。通过对两类金属有机框架材料的对比,我们发现不同特性的多孔材料中,吸附的氢气占据了整个孔道,大孔径与高比表面积更有利于氢气的吸附。在超微孔材料中,极性阴离子的引入对氢气吸附量的提高没有显著影响。但是可以增强与其他气体的相互作用,提高分离能力。