LLM-105的分子间相互作用和热力学性质

应用第一性原理可以计算含能材料0 K下的结构和物理性质,但温度效应的缺失通常会导致计算数据与实验结果产生偏差.同时,与温度相关的热力学参数是含能材料在宏观和介观尺度下建模的关键输入.为此,本文以高能低感炸药1-氧-2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡嗪(LLM-105)为研究体系,基于准简谐近似,采用色散修正的密度泛函理论研究温度加载下LLM-105的分子间相互作用和热力学性质.晶格参数和热膨胀系数的演化表明LLM-105分子间相互作用具有强烈的各向异性,其中b轴方向(分子层间)的膨胀率远高于ac平面(分子层内). Hirshfeld表面及其指纹图分析进一步证实LLM-105的分子间相互作用主要取决于O···H构成的氢键.结合Mulliken布居数和结构分析,温度加载下氢键相互作用的变化可诱发硝基旋转,并使得C—NO₂键的强度明显减弱,为高温分解反应的触发键提供了理论依据.此外,本文计算了等容和等压条件下的热容、熵以及等温和绝热条件下的体模量等基础热力学参数.其中绝热条件下的体模量与实验值吻合,同时体模量随温度的演化反映了LLM-105在温度加载下的软化行为.上述...     

无溶剂条件下活性炭固载硫酸催化酮和芳香醛的Cross-Aldol缩合反应

以活性炭固载硫酸(acsa)为催化剂,在无溶剂条件下催化酮和芳香醛的Cross-Aldol反应,成功合成了16个相应的α,β不饱和缩合产物,反应时间30～100min,产率可达65%～94%.该方法不仅反应时间短,产率高,催化剂可以重复利用,后处理简单,而且还对环境友好.产物经熔点,IR,1HNMR,13CNMR确证.     

非线性一阶边值问题正解的全局结构

微分方程的应用十分广泛,可以解决许多与导数有关的问题.物理中涉及变力的动力学问题,如空气的阻力为速度函数的落体运动等问题,很多可以用微分方程求解.运用Dancer全局分歧定理研究了一类非线性一阶微分方程边值问题正解的存在性,获得该问题正解存在的最优条件.     

Passivation of carbon dimer defects in amorphous SiO_2/4H–SiC(0001) interface:A first-principles study

An amorphous SiO_2/4 H–Si C(0001) interface model with carbon dimer defects is established based on density functional theory of the first-principle plane wave pseudopotential method.The structures of carbon dimer defects after passivation by H_2 and NO molecules are established,and the interface states before and after passivation are calculated by the Heyd–Scuseria–Ernzerhof(HSE06) hybrid functional scheme.Calculation results indicate that H_2 can be adsorbed on the O_2–C = C–O_2 defect and the carbon–carbon double bond is converted into a single bond.However,H_2 cannot be adsorbed on the O_2–(C = C) –O_2 defect.The NO molecules can be bonded by N and C atoms to transform the carbon–carbon double bonds,thereby passivating the two defects.This study shows that the mechanism for the passivation of Si O_2/4 H–SiC(0001) interface carbon dimer defects is to convert the carbon–carbon double bonds into carbon dimers.Moreover,some intermediate structures that can be introduced into the interface state in the band gap should be avoided.     

表面增强拉曼散射效应无标记、无分离检测三聚氰胺

利用纳米金的表面增强拉曼效应,建立了一种快速、灵敏、无标记、无分离的检测三聚氰胺的分析方法。通过柠檬酸钠还原法制得平均粒径为30 nm的纳米金溶胶,利用Au–S之间的共价键作用,将对巯基苯硼酸(4-MPBA)自组装到纳米金的表面,构建了一个三聚氰胺的检测平台。当溶液中存在三聚氰胺(MA)时,MA与4-MPBA之间存在强烈的氢键作用,使4-MPBA功能化的纳米金发生聚集。而且,MA的浓度越高,纳米金的聚集程度越大,形成的"热点"越多,4-MPBA和MA的拉曼信号越强。4-MPBA与MA的拉曼特征峰分别位于1076和715 cm!1处,若以I715与I1076的比值为依据,便可以实现三聚氰胺的定性及定量的检测,线性检测范围为0.1~1.5μmol/L,检出限(LOD)为0.02μmol/L。     

烷烃客体分子(CnHm, n≤6, m≤14)在51262和51264水笼中的稳定性与拉曼光谱的密度泛函理论计算

可燃冰矿藏中气体成分非常复杂,通过谱学分析对水合物样品成分进行指认具有重要意义.基于B97-D/6-311++G（2d,2p）的密度泛函理论（DFT）计算,我们系统地探索了构成水合物的两种标准水笼（5¹²6²和5¹²6⁴）包络十八种不同烷烃客体分子的稳定性. 从计算结果可以看出,除了3-甲基戊烷和2,3-二甲基丁烷两个烷烃客体分子,其它16个烷烃客体分子都可以被容纳在5¹²6²笼中;但是与5¹²6²笼不同,十八种烷烃客体分子都可以被容纳在尺寸较大的5¹²6⁴笼中. 同时,我们也模拟了五种直链烷烃和四种环状烷烃在5¹²6²和5¹²6⁴笼中相应的谱学特征,从拉曼谱图上可以看出,随着碳原子数量的增多,直链烷烃客体分子C―H键伸缩振动区的多数拉曼谱带向高波数移动,而环状烷烃客体分子C―H键伸缩振动区的拉曼谱带则向低波数移动. 这些结果为实验上通过拉曼谱测量指认水合物矿藏的成分提供理论参考.     

超低密度笼形冰相及其负压相图

水不仅在地球上无处不在,而且在太阳系中(如彗星、小行星及巨行星的卫星上)也普遍存在。因此,探索存在于不同环境条件下不同形态的水冰晶体对物理学、化学、生物学、地球科学以及行星科学都有着重要意义。根据周围的环境条件(压强和温度),冰呈现出极其丰富和复杂的相图。目前,实验上已合成了18个晶体冰相,分别是ice Ic、 ice Ih、 ice Ⅱ直至ice XVⅡ。此外,还有一些来自于笼形包合物的假想超低密度冰相,分别是I型、Ⅱ型、H型、K型和T型笼形冰。近期,在实验室中合成的Ⅱ型笼形冰(即ice XVI)出现在了水的负压相图中,极大地激发了人们去探索其他低密度笼形冰。结合带有色散修正的密度泛函理论计算和经典的蒙特卡罗、分子动力学模拟,我们预测了两个具有超低密度的立方笼形冰相,将其依次命名为s-Ⅲ笼形冰(ρ=0.593 g/cm3)和s-Ⅳ笼形冰(ρ=0.506 g/cm3)。s-Ⅲ笼形冰的元胞由2个二十六面体的大笼子(8668412)和6个十面体的小笼子(8248)组成。s-Ⅳ笼形冰的元胞中含有8个二十六面体的大笼子(12464418)、8个十二面体的中等尺寸笼子(6646)和6个八面体的小笼子(6246)。对于这两种笼形冰,超大尺寸的二十六面体水笼子以及不同笼子之间的独特堆积方式使它们的密度极低。把所有低密度冰相(其密度小于或者等于ice XI)考虑在内,我们基于TIP4P/2005模型势函数构建了水在负压下的p-T(压强-温度)相图。在s-Ⅱ笼形冰下方的极低负压区域内,s-Ⅲ和s-Ⅳ笼形冰取代了之前认为的s-H笼形冰,分别占据了高温和低温部分,因此在相图中产生了一个三相点(T=115 K,p=–488.2 MPa)。密度泛函理论计算表明,通过在二十六面体大笼子中添加合适尺寸的客体分子,比如十二面烷(C20H20)和富勒烯(C60),能够分别充分地稳定s-Ⅲ和s-Ⅳ笼形冰晶格。基于实验室中已经制备出的无客体分子填充的s-Ⅱ笼形冰,且被认定为ice XVI相,那么s-Ⅲ和s-Ⅳ笼形冰很可能是ice XVⅢ或ice XIX的候选结构。它们一旦在实验室中被合成,则可以作为一种储存气体的材料用来封装气体分子(如H_2、CH_4、CO_2等)。计算表明:s-Ⅲ笼形冰在低温和室温下的储氢能力均为s-Ⅱ的两倍左右,达到了美国能源部在海陆运输上制订的储氢目标。     

一种硝基三氮杂蒄化合物的合成及性质研究

以氟磺酸为催化剂,通过成环反应合成出蒄中引入氮原子的目标化合物,并对产物进行了结构表征。对该化合物的性质测试表明,其可以作为发光器件分子用于制备电致发光材料。     

杜仲叶中绿原酸的协同增敏荧光光谱法测定

研究了四硼酸钠-阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)微乳液混合体系对绿原酸的协同荧光增敏作用.结果表明,单独存在的四硼酸钠和CTMAB对绿原酸的荧光强度无显著增敏作用,但四硼酸钠-CTMAB混合体系对绿原酸具有较好的协同荧光强度增敏作用.在优化条件下,绿原酸浓度在0.13～1.32μg·mL<-1>范围内...     

一种硝基三氮杂蔻化合物的合成及性质研究

通过往蒄中引入氮原子,以氟磺酸为催化剂,通过成环反应合成出目标化合物,并对产物进行了结构表征,对该化合物的性质做了测试,表明该化合物可以作为发光器件分子用于制备电致发光材料。