过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯的反应机理

采用密度泛函理论(B3LYP/6-311+G(d,p))和MP2/6-311+G(d,p)方法,研究锂离子电池过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯(p-DMOB)的作用机理.计算结果表明,在过充时,p-DMOB优先于溶剂分子(乙基甲基碳酸酯、二甲基碳酸酯、碳酸乙酯)发生氧化反应.用B3LYP和MP2计算所得的p-DMOB理论氧化电位接近,分别为4.12和4.05V(vsLi/Li+).p-DMOB氧化时首先失去一个电子,生成p-DMOB+·正离子自由基,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为701.24和728.27kJ·mol-1.失去电子后苯环的共轭性受到破坏,随后p-DMOB+·苯环上的C―H键发生断裂,失去H+并形成p-DMOB·自由基.用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为1349.78和1810.99kJ·mol-1.p-DMOB·自由基很不稳定,会在电极表面发生聚合反应形成聚合物膜,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为-553.37和-1331.20kJ·mol-1.     

单、双核钌羰基化合物Ru（CO）n（n=5，4，3）和Ru2（CO）n（n=9，8）的理论研究

采用两种密度泛函方法对中性单核Ru（CO）n（n=5,4,3）和双核Ru2（CO）n（n=9,8）化合物进行理论计算,优化出16个稳定异构体．研究发现,和Os（CO）5类似,Ru（CO）5存在两个能量接近的最低异构体．Ru（CO）4的能量最低异构体为C2v对称性的单态构型．Ru（CO）3能量最低异构体为G对称性的单态构型．Ru2（c0）。的两个能量接近的最低异构体分别含有单个桥羰基和3个桥羰基．双核不饱和Ru2（CO）8的能量最低异构体为含有两个桥羰基的单态Q构型．通过比较M2（CO）n（M=Fe,Ru,Os;n=9,8）的能量最低构型,发现Fe和Ru倾向于形成含有多个桥配位羰基的构型,而Os则更倾向于形成不含桥配位羰基的构型．对离解能的研究表明,和失去一个羰基生成Ru2（CO）8相比,Ru2（CO）9更容易离解为Ru（CO）5和Ru（CO）4．     

卤素掺杂聚甲基苯基硅烷的电子结构的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)研究卤素(F2,Cl2,Br2,I2,ICl)掺杂聚甲基苯基硅烷(PMPSi)的电子结构.在BH&HLYP/6-31G*水平上优化PMPSi,交错构象为最稳定构象.在此构象上优化卤素掺杂PMPSi并比较结构变化,进一步探讨复合物的前线轨道能量、吸收光谱等性质.结果表明,最高占据轨道(HOMO)的能量几乎保持不变,而最低空轨道(LUMO)的能量降低,能隙按Cl2>F2>ICl>Br2>I2顺序减小.以致电子由HOMO-1→LUMO跃迁,使复合物在吸收光谱中发生红移,在可见光区有较强的吸收峰.自然键轨道(NBO)理论分析表明电荷从主链向卤素转移.所有复合物经基组叠加误差(BSSE)校正后的相互作用能为-0.61～-3.20 kcal/mol,且掺杂剂的极性越大,复合物的相互作用能越大.并讨论掺杂剂位置对复合物的能隙和相互作用能的影响.该研究为PMPSi的相关研究提供理论线索和依据.     

增长法在离域体系纳米线中的应用

本文综述了增长法这样一个原先起源于理论合成非周期性聚合物的方法。通过不同的体系验证了增长法高精度和高效率的特性。通过轨道漂移的处理手段,增长法能成功地应用到离域的p共轭体系。其处理手法是在增长过程中一些离域性特别强的分子轨道被重新指认到活性轨道中去,并与进攻的单元相互作用。增长法也可用来确定离域的卟啉线体系的非线性光学系数。     

阳离子共价有机框架对水中非甾体药物的强化去除

以三醛基间苯三酚(TFP)和溴化乙锭(EB)为单体, 在溶剂热条件下合成了一种二维β-酮烯胺类阳离子型共价有机框架(COF)材料. 所得TFP-EB COF呈现出良好的结晶度、 高的比表面积和丰富的溴化乙锭单元, 故可将其应用于水中非甾体抗炎药(NSAIDs)的去除.阳离子TFP-EB COF对双氯芬酸钠(DCF-S)和对氨基水杨酸钠(PAS-S)两种非甾体抗炎药表现出高的吸附能力和快的吸附动力学, 其饱和吸附容量分别可达350.4和145.3 mg/g. 而采用TFP与4,4'-二氨基联苯(BND)在类似条件下合成的中性TFP-BND COF则表现出较差的吸附性能, 其对DCF-S和PAS-S的饱和吸附容量分别仅有59.7和13.6 mg/g. TFP-EB COF的吸附性能比TFP-BND COF更优异, 这主要归因于TFP-EB COF孔道中存在的大量阳离子EB单元与NSAIDs中的羧基间存在强烈的静电作用. 此外, 竞争离子干扰和循环再生实验表明阳离子型TFP-EB COF在NSAIDs污染物的去除方面具有良好的应用前景.     

具有超高阳离子染料去除能力的磺酸功能化球形共价有机框架

通过三醛基间苯三酚(TFP)与2,2′-联苯胺二磺酸(BDSA)的席夫碱反应, 合成了β-酮烯胺连接的磺酸功能化球形共价有机框架(TFP-BDSA COF). 所得阴离子型TFP-BDSA可迅速吸附如亚甲基蓝(MLB)、 结晶紫(CV)和罗丹明B(RhB)等阳离子染料, 而对如甲基橙(MO)和荧光素钠(FS)等阴离子染料则难以吸附, 该COF可实现基于电荷模式的阴离子、 阳离子染料的分离. TFP-BDSA对阳离子染料的吸附动力学均遵循拟二级吸附动力学模型, 吸附过程符合Langmuir吸附模型, 其对MLB, CV和RhB的最大吸附容量分别高达1116, 1429和1638 mg/g. 与其它COFs材料相比, TFP-BDSA对CV和RhB的吸附容量最高. 该工作可为开发功能COFs材料实现对废水中有机污染物的快速吸附和有效去除提供参考.     

苯甲醛在光催化反应中氧化还原选择性的理论研究

采用密度泛函理论方法在M06-2X/6-311G^*水平上模拟了不同反应条件下, TiO₂对苯甲醛的光催化还原和氧化的反应. 计算结果表明, 苯甲醛的光催化还原和氧化反应均可在常温下发生; 在缺氧但有乙醇存在的条件下, 乙醇分子可与氧化性物质发生反应, 生成醇自由基, 苯甲醛主要发生光催化还原反应生成苯甲醇; 在有氧气但无乙醇存在条件下, 还原性的光生电子被氧气捕获, 避免了苯甲醛被还原, 主要发生光催化氧化反应生成苯甲酸.     

具有Oh对称性的C32和C32H32结构和稳定性研究

本文通过对具有Oh对称性的C32和C32H32分子应用STO-3G基组从头计算的几何构型优化和HF计算结果的分析, 讨论了它们的结构特性, 分析了它们分子轨道之间的关系, 讨论了C32和C32H32的结构稳定性, 指出C32H32可能是一种潜在的立体碳烷。