沉淀剂和Ag含量变化对甲醛降解性能的影响

采用不同沉淀剂制备CeO₂-Co₃O₄复合金属氧化物载体，通过浸渍负载不同含量Ag获得Ag/CeO₂-Co₃O₄催化剂.借助氮气物理吸附、XRD、Raman和H₂-TPR等手段研究了催化剂的物理化学性质.结果表明：当WHSV=30 000 mL·g^-1·h^-1时，催化剂能表现出良好的催化氧化甲醛性能，在≤ 90℃时实现甲醛的完全转化.草酸沉淀能有效降低Ce-Co氧化物的结晶度，使得Co²⁺含量增加，提供更多的氧空位，促进了氧分子的活化与迁移，从而提高了催化活性.随着Ag含量增加，使得由草酸沉淀制备的Ag/CeO₂-Co₃O₄催化剂的活性增强，且金属与载体间的相互作用也增强，当Ag负载量为1%（重量百分比）时活性最佳.     

柚皮素/β-环糊精超分子体系的包合行为

本文采用超声法制备了柚皮素（NAR）与β-环糊精（βCD）的包合物.粉末-X射线衍射（XRD）和红外吸收光谱（IR）测定均表明形成的包合物具有不同于主客体的新的结构性质.¹H NMR与ROESY核磁共振（NMR）实验表明NAR以苯环端从βCD的宽口端进入，并形成稳定的超分子包合物.量子化学计算分析NAR/βCD包合物的形成过程表明，驱动力源于焓驱动与氢键弱相互作用力；能隙和结合能分析得到的最优包合模式与NMR研究结果一致；ONIOM分层计算验证了上述结果.分子对接模拟出的最优包合模式也与量子化学计算、NMR的分析结果吻合.本文获取了清晰的NAR/βCD包合物构型及其形成机理，为该超分子药物的定量构效关系研究提供了理论参考.     

3-甲基环状乙撑磷酸二酯醇解的反应途径的理论研究

采用密度泛函理论和MP2方法研究了3-甲基环状乙撑磷酸二酯(MEP)与甲醇的反应途径:(Ⅰ)CH3O-+MEP;(Ⅱ)CH3OH+MEP;(Ⅲ)CH3O-+HMEP(MEP的质子化形式);(Ⅳ)CH3OH+HMEP.在B3LYP/6-31++G(d,p)水平上优化了四条反应途径的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型,并在同水平上进行了自然电荷分析,然后在MP2/6-311++G(3df,2p)水平上计算了各驻点的单点能.采用极化连续介质模型(PCM)研究了各途径在苯、甲醇和水溶液中的溶剂化效应.计算结果表明,溶剂效应使途径(Ⅰ)的自由能垒降低,而使途径(Ⅱ)和(Ⅳ)的决速步骤的自由能垒升高.在气相和苯溶剂中途径(Ⅳ)是反应的优势途径,在甲醇和水溶剂中途径(Ⅰ)则成为最优.研究结果进一步表明实验条件下途径(Ⅱ)与(Ⅳ)对总醇解反应的贡献相当.     

Cu/SAPO-34催化剂的NH_3-SCO活性及抗水热性能研究

采用浸渍法制备了一系列不同铜含量的Cu/SAPO-34催化剂,考察了该系列催化剂上NH_3选择性催化氧化反应性能(NH_3-SCO)。实验结果表明,10%-Cu/SAPO-34催化剂在300℃温度下具有100%的NH_3去除率,且其氮气选择性大于90%。与此同时,通过XRD、BET、UV-vis、H_2-TPR和XPS等表征分析结果表明,高度分散的CuO是Cu/SAPO-34催化剂的主要活性组分。对10%-Cu/SAPO-34催化剂进行水热处理后,催化剂低温活性明显提高,催化剂的N_2选择性在325℃急剧下降。这是由于水热处理导致一定数量的铜物种发生迁移并且形成了更稳定的铜物种引起。SAPO-34的骨架结构遭到一定程度的破坏。     

HCN消除反应机理的理论研究

采用密度泛函理论方法从HCN氧化和水解两个方面研究了HCN消除反应机理,并考虑了HCN的直接消除反应(途径Ⅰ和途径Ⅱ)和CuO上的HCN消除反应(途径Ⅲ和途径Ⅳ)。途径Ⅰ为HCN与2个O2分子生成CO2、NO和H原子;途径Ⅱ为HCN与1个O2分子和1个H2O分子生成 CO2和NH3;途径Ⅲ为CuO上HNCO水解为CO2和NH3;途径Ⅳ为CuO上HCN水解为CO和NH3。研究发现,途径III速控步骤的活化自由能垒为157.32 kJ/mol,比途径Ⅱ中HNCO水解降低12.34 kJ/mol;比途径Ⅳ降低了63.8 kJ/mol。可见,HNCO是HCN净化过程中的重要中间体,CuO的加入降低了反应能垒,促进了HCN消除。     

长春胺结构与振动光谱的密度泛函理论研究

选用五种密度泛函B3LYP、B3PW91、MPW1PW91、PBE1PBE、PBEPBE方法,在6-311++G(2d,2p)为基组的理论水平下对长春胺的分子结构进行优化以获取长春胺的几何平衡构型。计算并分析了长春胺的几何结构参数、红外吸收光谱、前线分子轨道、能隙和热力学参数。此外,采用溴化钾压片法测定了长春胺的红外吸收光谱。结果表明:五种密度泛函理论计算得到的长春胺分子构型与其X单晶衍射数据吻合,且理论红外吸收光谱与实验研究结果一致,五种理论水平下均具有150个振动模式,前线轨道分析表明,长春胺具有较强的得电子能力。该研究为长春胺的结构分析、光谱解析和定量构效关系探讨提供理论依据。     

HCN气体在金属Cu、Zn表面吸附的密度泛函研究

基于密度泛函理论方法研究了HCN气体在Cu(100)、Cu(110)、Cu(111)、Zn(100)、Zn(110)、Zn(111)表面上不同吸附位点的吸附性质,计算并分析了吸附能、电荷转移、电子态密度的特征。研究表明：HCN在Cu不同表面的吸附能分布在-0.42~-0.29 eV区间内,为物理吸附。HCN在Zn不同表面的吸附能相差较大,Zn(111)表面Hollow吸附位点的吸附能为-1.57 eV,为化学吸附。吸附能较大时对应的HCN的键长键角变化率较大。HCN在Zn表面的吸附要强于在Cu表面的吸附。HCN吸附在金属表面后,电子从吸附剂表面转移到HCN上,同一吸附剂表面不同吸附位点的吸附能越大,电子转移数量越多。吸附后HCN态密度曲线整体向低能级移动,峰值降低,其结构变得更加稳定。     

3-甲基环状乙撑磷酸二酯醇解的反应途径研究

采用密度泛函理论和MP2方法研究了3-甲基环状乙撑磷酸二酯(MEP)与甲醇的反应途径: (I) CH3O－＋MEP; (II) CH3OH＋MEP; (III) CH3O－＋HMEP (MEP的质子化形式); (IV) CH3OH＋HMEP. 在B3LYP/6-31＋＋G(d,p)水平上优化了四条反应途径的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型, 并在同水平上进行了自然电荷分析, 然后在MP2/6-311＋＋G(3df,2p)水平上计算了各驻点的单点能. 采用极化连续介质模型(PCM)研究了各途径在苯、甲醇和水溶液中的溶剂化效应. 计算结果表明, 溶剂效应使途径(I)的自由能垒降低, 而使途径(II)和(IV)的决速步骤的自由能垒升高. 在气相和苯溶剂中途径(IV)是反应的优势途径, 在甲醇和水溶剂中途径(I)则成为最优. 研究结果进一步表明实验条件下途径(II)与(IV)对总醇解反应的贡献相当.     

FeOx上AsH3吸附净化的密度泛函研究

基于密度泛函理论研究了AsH₃和O₂分子在α-Fe₂O₃(001)表面和FeO(100)表面的吸附及共吸附性质.结果表明：AsH₃和O₂分子在α-Fe₂O₃(001)表面最稳定的吸附构型都是Hollow吸附位点. AsH₃分子在FeO(100)表面最稳定的吸附位点为Top O吸附位点. O₂分子在FeO(100)表面最稳定的吸附位点为Hollow吸附位点. O₂分子在α-Fe₂O₃(001)和FeO(100)表面吸附后均被活化从而促进AsH₃分子的催化氧化. AsH₃分子在α-Fe₂O₃(001)表面最小的吸附能为-0.7991 eV,在FeO(100)表面最小的吸附能为-0.9117 eV.吸附值数据表明AsH     

Au4团簇上甲酸分解反应机理的理论研究

采用密度泛函理论方法对Au4团簇上甲酸分解反应的反应机理进行了研究,并考察了Au4团簇的两个催化活性位点。在路径Ⅰ和路径Ⅱ中,HCOOH分解的产物是CO2和H2。在路径Ⅲ和路径Ⅳ中,HCOOH分解的最终产物为CO和H2O。此外,本文研究了CO2、H2和CO、H2O两种产物的相互转化,即路径Ⅴ和路径Ⅵ。研究结果表明,路径Ⅰ和路径Ⅱ的活化自由能垒较低,即在Au4团簇上HCOOH更易分解得到CO2和H2,此外两种产物之间不容易转化。进一步研究发现团簇的大小及CeO2载体对HCOOH分解脱氢路径的活化自由能垒有一定的影响。