近一个世纪以来,不可再生化石燃料(例如石油和煤等)因人口的激增而快速消耗,并导致自然环境污染越来越严重,因此,有关清洁能源的利用问题受到了广大研究者们的关注与探讨。氢气和甲烷是两种比较典型的清洁能源,又因其具有成本低廉和无污染的特性,而得到了广泛的研究。然而,甲烷和氢气的运输成本比较高,而且现有的很多储存和运输方法并不方便快捷。因此,提高清洁能源的利用率是研究的重中之重。随着纳米科技的发展,越来越多的纳米材料得到了广泛的研究。很多纳米材料因其独特的物理性质被制作成带有中空结构的纳米管,例如:碳纳米管、氮化硼纳米管、二硫化钼纳米管等。纳米管的比表面积比较大,不仅可以储存密度低的氢气(储存的氢气密度比液态和固态的密度还要高),还可以储存密度相对大的气体,如氮气、二氧化氮和二氧化硫等。而且只要对其适当地加热,气体就能很快地释放出来。由此可见,纳米管作为储存气体的容器具有开阔的应用前景,我们利用其来探究气体储存的性能是合理且可行的。在本研究中,我们通过分子动力学模拟,研究了二硫化钼纳米管(molybdenum disulfide nanotubes,MoS2NTs)储存甲烷和氢气的性能。我们的研究采用了两个具有代表性的结构MoS2 NTs,分别是扶手椅型的(12,12)和(6,6)纳米管。我们发现MoS2 NTs可以有效地在其表面和内部吸附氢气和甲烷。在储存条件(175 K,10 MPa)下,MoS2 NTs中甲烷的储存容量可以达到7-8 wt%,这与二硫化钼直径的大小有很大的关系。对于氢气,储存容量约为0.7-0.9wt%。在恒温条件下,压力从10 MPa降到1 MPa时,环境压力与所储存的气体重量分数百分比呈线性关系。同时,当压力保持恒定,温度从175 K上升到425 K时,吸附量与系统温度呈指数关系。我们的模拟结果显示,当压力从10 MPa降至1 MPa时,高达80-90%的储存气体可自发释放(甲烷比氢气略高),这表明MoS2 NTs具有高循环储存性能。本研究为二硫化钼纳米材料作为一种新型储气介质提供了新的视角,另外,我们希望我们的研究结果能够促进未来的实验工作。