密度泛函理论研究草甘膦在纯的, 金属原子掺杂石墨烯表面的吸附机理

本研究采用密度泛函理论方法详细讨论了纯的石墨烯及Ti, Fe, Al, Ca原子掺杂石墨烯吸附草甘膦的机理.通过它们之间的吸附能,差分电荷密度,布居电荷,态密度分析发现草甘膦可以被纯的石墨烯及金属原子掺杂石墨烯不同程度地吸附.纯的石墨烯对草甘膦的吸附作用远不及掺杂石墨烯,其中,草甘膦在Ca掺杂石墨烯表面有最强相互作用.这是因为草甘膦与纯的石墨烯之间主要形成了-P=O…π,-COOH…π和-OH…π非共价的相互作用,而与掺杂石墨烯之间主要形成了Metal-O“单齿”和O-Metal-O“双齿”共价相互作用.本研究结果希冀为石墨烯在环境保护方面的应用提供有价值的理论指导.     

密度泛函理论研究鸟氨酸盐在Mg(0001)表面的吸附机理

镁及镁合金具有与人体自然骨的密度相近,良好的生物相容性等特点,但作为生物医用材料植入人体之后,及易降解和腐蚀.本论文用密度泛函理论研究了鸟氨酸盐在Mg(0001)表面的吸附,通过吸附能,态密度,电荷差分密度等分析发现鸟氨酸盐在Mg(0001)表面存在强烈的Mg-O和Mg-N相互作用,从而鸟氨酸盐有望在镁金属的表面可以形成一层致密的氧化膜,达到改善镁金属材料的耐腐蚀性,降低降解速度的目的 .     

密度泛函理论研究鸟氨酸盐在Mg(0001)表面的吸附机理

镁及镁合金具有与人体自然骨的密度相近,良好的生物相容性等特点,但作为生物医用材料植入人体之后,及易降解和腐蚀。本论文用密度泛函理论研究了鸟氨酸盐在Mg(0001)表面的吸附,通过吸附能,态密度,电荷差分密度等分析发现鸟氨酸盐在Mg（0001）表面存在强烈的Mg-O和Mg-N相互作用,从而鸟氨酸盐有望在镁金属的表面可以形成一层致密的氧化膜,达到改善镁金属材料的耐腐蚀性,降低降解速度的目的。     

本征及掺杂磷烯对2,3,7,8-TCDD吸附机理的计算模拟研究

2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英(2,3,7,8-TCDD)是二噁英家族中危害人类和环境最显著的一种.设计一种高效，灵敏的吸附剂来检测和去除2,3,7,8-TCDD对人类和环境的影响是亟需解决的问题.本研究利用基于密度泛函理论(DFT)的计算模拟方法探索了本征磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附机理，并详细考察了掺杂Ti, Fe, Ca, Al金属原子后磷烯对2,3,7,8-TCDD吸附的影响.研究结果表明2,3,7,8-TCDD初始构型会影响磷烯对其吸附，当平躺于磷烯表面时有较大的吸附.而且掺杂金属原子的磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附也存在较大的影响，掺杂金属原子均增大了磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附，其中Ca掺杂磷烯>Fe掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于2,3,7,8-TCDD的处理带来了新的思考方向，有望为二噁英的检测和去除提供有用的理论指导.     

密度泛函理论研究多巴胺在纯的, Fe和Ca掺杂石墨烯材料表面的吸附机理

本论文用密度泛函理论方法研究了多巴胺在纯的, Fe和Ca掺杂的石墨烯上的吸附机理. 通过它们之间的相互作用能, 态密度, 布局电荷, 差分电荷密度分析发现多巴胺平行躺在纯的石墨烯表面主要是π•••π, -CH•••π相互作用, 而垂直放在纯的石墨烯表面主要是-OH•••π相互作用, 这些都表现为典型的物理吸附. 而Fe和Ca掺杂的石墨烯大大增强了多巴胺的吸附, 主要体现为典型的化学吸附, 因为掺杂金属原子与多巴胺的邻苯二酚羟基主要形成“bridge bidenate” or “monodenate”共价相互作用. 而且我们发现“monodenate”共价作用不一定小于“bridge bidenate”共价作用, 主要取决于相互作用原子之间最短距离的大小. 研究结果有望为多巴胺-石墨烯基体系在生物组织工程, 传感器方面的应用上提供有价值的理论指导.     

功能化石墨烯对亚甲基蓝染料吸附的密度泛函理论研究

由于染料在食品，印刷，纺织等行业的广泛应用，水中的染料被广泛发现，染料污染是造成水污染的重要原因之一，因此，对于水中染料进行前处理变得尤为重要.石墨烯和功能化石墨烯的吸附性能可以被应用于水中染料的检测和去除.本研究采用密度泛函理论方法详细探讨了纯石墨烯和功能化石墨烯对亚甲基蓝有机染料污染物的吸附机理.研究结果表明，纯的石墨烯和功能化石墨烯表面对亚甲基蓝染料均有一定程度的吸附，其中环氧原子，羧基和羟基功能化的石墨烯对亚甲基蓝的吸附能力较纯石墨烯吸附能力强，其次是环氧，羧基和羟基三者共同功能化的石墨烯吸附能力最强.研究结果有望为石墨烯材料在有机染料的吸附应用方面提供有意义的理论指导.