Al(N3)3和P(N3)3结构与性质的理论研究

在B3LYP/6-311++G(3df)理论水平,对二元叠氮化合物Al(N3)3和P(N3)3进行密度泛函理论计算研究,获得其稳定分子的几何构型、电子结构、红外光谱以及稳定性。研究结果表明,P(N3)3分子中的磷原子拥有一对孤对电子,给予临近氮原子(Nα)上的孤对电子较大斥力,从而使其表现出三角锥形结构特征,而Al(N3)3表现为平面三角形结构特征。自然键轨道分析表明,Al–Nα和P–Nα键本质上均属于共价键。与叠氮自由基相比较而言,Al(N3)3和P(N3)3的每个叠氮基内部的总成键度显著增大,从而导致N3基的振动频率发生明显蓝移。前线分子轨道能级差和叠氮自由基键离解能的计算结果均表明Al(N3)3比P(N3)3更稳定。     

4,7-二(2-溴代噻吩-5-基)-2,1,3-苯并噻二唑-N-(1-辛基壬烷基)咔唑在ZnS(100)表面吸附的理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法, 在PW91/DNP水平上研究了4,7-二(2-溴代噻吩-5-基)-2,1,3-苯并噻二唑-N-(1-辛基壬烷基)咔唑(简称PC-DTBT)的低聚合物(PC-DTBT)n(n=1-5)的稳定性和化学活性. 结果表明: 随着聚合度增加, (PC-DTBT)n的稳定性降低, 化学活性增强. 采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法, 研究了PC-DTBT单体在ZnS(100)表面的吸附, 通过吸附前后化合物PC-DTBT的Mulliken charge和前线轨道分析表明: 当PC-DTBT吸附在ZnS (100)表面时, ZnS(100)表面向PC-DTBT转移0.200 e电荷, 前线轨道能隙变窄. 理论预测的结果与实验值吻合.     

锂电池正极材料LiFePO_4的电子结构和晶形模拟研究

分别运用Materials Studio软件的CASTEP和Morphology模块对磷酸铁锂(LiFePO4)的结构和晶形进行计算模拟研究,获得其优化构型、电子结构、晶体形貌、晶面面积和晶面相对生长速率等特征参数.研究结果表明,PBE方法的计算精度明显高于CA-PZ方法,化合物中的Fe—O配位键本质上是共价键.LiFePO4的理论模拟晶形为柱状晶体,与其块状的实测晶体形貌存在较大差异,这归因于理论模拟晶形是LiFePO4在真空中的生长晶习,而非真实环境下的晶习.在LiFePO4的实际晶形中,(020)晶面拥有较大的面积,这与该晶面的原子排列方式和原子占有率密切相关.此外,表面活性剂和LiFePO4各特征晶面之间可形成大量C—H…O氢键,将晶粒有效地包覆起来,降低其生长速率,从而抑制LiFePO4晶粒长大.     

三硝基间苯三酚1,5-二氨基四唑盐的制备、晶体结构及热分析

通过1,5-二氨基-1,2,3,4-四唑（DAT）与等摩尔的2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚（TNPG）反应,制备了新型离子型含能化合物DATH⁺TNPG^-。通过X射线单晶衍射、元素分析、FT-IR光谱和¹H NMR对其进行了表征。晶体结构测试表明：该化合物的晶体属于单斜晶系,P2(1)/c空间群,a = 1.3399(3),b= 0.47088(9),c = 2.0127(4) nm,β= 92.83(3) ^o,V = 1.2684(4) nm³, Z= 4。在氢键、静电引力和范德华力的作用下该化合物形成了稳定的三维网状结构。对DAT和DATH⁺TNPG^-晶体进行了DFT-B3LYP/6-31G**周期性计算研究,得到其Mulliken电荷分布和重叠布居,从理论上说明DAT质子化位置是在四唑环的N(4)原子。采用TG-DTG和DSC技术对目标化合物的热分解进行了研究,并采用Kissinger和Ozawa-Doyle法对热分解过程的非等温反应动力学进行了计算。     

4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔的合成机理和电子结构的理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法, 在PW91/DNP 水平上研究了4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔在PdCl₂(PPh₃)₂ 催化下的合成机理. 优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物, 通过能量分析结果证实了中间体和过渡态的真实. 在同样的方法和精度研究了4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔在没有催化剂下的合成机理. 通过计算结果得到此反应在有PdCl₂(PPh₃)₂ 催化情况下的活化能小于没有催化剂情况下的活化能, 从而证明了PdCl₂(PPh₃)₂ 催化剂的催化活性. 采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法, 研究了产物P 在TiO₂(100)表面的吸附, 通过Mulliken charge 和前线轨道分析表明: 当P 吸附在TiO₂(100)表面时, P 向TiO₂(100)表面转移0.692 e 电荷, 前线轨道能隙变窄. 理论预测的结果与实验值吻合.     

锂电池正极材料LiFePO4的电子结构和晶形模拟研究

分别运用Materials Studio软件的CASTEP和Morphology模块对磷酸铁锂(LiFePO4)的结构和晶形进行计算模拟研究，获得其优化构型、电子结构、晶体形貌、晶面面积和晶面相对生长速率等特征参数。研究结果表明，PBE方法的计算精度明显高于CA-PZ方法，化合物中的Fe—O配位键本质上是共价键。LiFePO4的理论模拟晶形为柱状晶体，与其块状的实测晶体形貌存在较大差异，这归因于理论模拟晶形是LiFePO4在真空中的生长晶习，而非真实环境下的晶习。在LiFePO4的实际晶形中，(0 2 0)晶面拥有较大的面积，这与该晶面的原子排列方式和原子占有率密切相关。此外，表面活性剂和LiFePO4各特征晶面之间可形成大量C—H…O氢键，将晶粒有效地包覆起来，降低其生长速率，从而抑制LiFePO4晶粒长大。     

铕-2-羟基喹啉-4-羧酸配合物的合成及光谱性能

以Eu3+为中心离子,2-羟基喹啉-4-羧酸(H2hqc)、1,10-菲罗啉(Phen)和三苯基氧磷(TPPO)为配体,合成了新型配合Eu(Hhqc)3(H2O)、Eu(Hhqc)3Phen(H2O)5和Eu(Hhqc)3TPPO(H2O)5.用元素分析和红外光谱对配合物进行了表征,IR表明配合物Eu(Hhqc)3Phen(H2O)5的Δν值大于钠盐Δν值,配合物中羧酸根以单齿方式配位.而配合物Eu(Hhqc)3(H2O)和Eu(Hhqc)3TPPO(H2O)5Δν值均小于钠盐的Δν值,表明配合物中羧酸根与Eu3+呈螯合双齿配位方式.室温下测定了配合物的荧光光谱,研究了它们的荧光性能.结果表明,配合物均在581,594,615,654和703nm附近产生五条谱带,为Eu3+的特征发射,归属为5 D0→7 FJ(J=0,1,2,3,4)能级间的跃迁,第二配体Phen和TPPO的引入对Eu3+的荧光发射有明显增强作用,且Phen效果更好.     

A Computational Study on the Mechanism for the K_2CO_3-catalyzed Reaction of Carbon Dioxide and 1-Chlo-2-propanol

The microcosmic reaction mechanism of K2CO3-catalyzed 1-chlo-2-propanol and carbon dioxide has been investigated by density functional theory(DFT) at the GGA/PW91/DNP level.We optimize the geometric configurations of reactants,intermediates,transition states,and products.The energy analysis calculation approves the authenticity of intermediates and transition states.According to our calculations,four feasible reaction pathways are found.The main pathway of the reaction is ReA → IMA1 → TSA1 → IMA2 → IMA5 → TSA5 → P.Besides,we also in-vestigate the reaction mechanism of 1-chlo-2-propanol and carbon dioxide without K2CO3-catalyzation by the same theory and level.The computational results indicate that the activation barrier with K2CO3-catalyzed is smaller than the activation barrier without K2CO3-catalyzed.That is to say,K2CO3 can promote the reaction to give the product in a high yield,which is in agreement with the experimental results.     

Al(N3)3和P(N3)3结构与性质的理论研究

在B3LYP/6-311++G(3df)理论水平,对二元叠氮化合物Al(N3)3和P(N3)3进行密度泛函理论计算研究,获得其稳定分子的几何构型、电子结构、红外光谱以及稳定性.研究结果表明,P(N3)3分子中的磷原子拥有一对孤对电子,给予临近氮原子(Nα)上的孤对电子较大斥力,从而使其表现出三角锥形结构特征,而Al(N3)3表现为平面三角形结构特征.自然键轨道分析表明,Al-Nα和P-Nα键本质上均属于共价键.与叠氮自由基相比较而言,Al(N3)3和P(N3)3的每个叠氮基内部的总成键度显著增大,从而导致N3基的振动频率发生明显蓝移.前线分子轨道能级差和叠氮自由基键离解能的计算结果均表明Al(N3)3比P(N3)3更稳定.     

4,7-二(2-溴代噻吩-5-基)-2,1,3-苯并噻二唑-N-(1-辛基壬烷基)咔唑在ZnS(100)表面吸附的理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法,在PW91/DNP水平上研究了4,7-二(2-溴代噻吩-5-基)-2,1,3-苯并噻二唑-N-(1-辛基壬烷基)咔唑(简称PC-DTBT)的低聚合物(PC-DTBT)n(n=1-5)的稳定性和化学活性.结果表明:随着聚合度增加,(PC-DTBT)n的稳定性降低,化学活性增强.采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,研究了PC-DTBT单体在ZnS(100)表面的吸附,通过吸附前后化合物PC-DTBT的Mulliken charge和前线轨道分析表明:当PC-DTBT吸附在ZnS(100)表面时,ZnS(100)表面向PC-DTBT转移0.200 e电荷,前线轨道能隙变窄.理论预测的结果与实验值吻合.