密度泛函理论研究煤中有机氮的热解机理

对煤中吡啶型氮和吡咯型氮进行了合理的简化,并运用B3LYP/6-311 G**密度泛函理论(DFT)方法对其热解反应进行了计算研究,优化了反应所涉及的反应物、过渡态和中间体的几何构型.以键的Mulliken 重叠布居数为判据,研究了它们的热解过程.结果表明,煤中吡啶型氮和吡咯型氮的CN键强度较弱,热解时优先发生断裂,是热解的引发键.对反应活化能的计算表明,吡啶型氮的稳定性高于吡咯型氮.该文计算结果均与煤裂解的实验结果相吻合.     

6种氮氧化物的量子化学理论研究

利用量子化学密度泛函(DFT)方法在6-311++G(d,p)水平上对N2O,NO,NO2,N2O3,N2O4及N2O5等6种氮氧化物的分子结构、布居电荷、偶极矩、极化率、热力学性质等进行了优化计算.理论研究表明:计算结果与实验测定结果基本符合,误差较小.     

基于量子化学的玉米秸秆热解机理的模拟计算

建立了玉米秸秆的分子模型,并以此为研究对象,采用密度泛函理论B3LYP方法,在6～31g基组水平上,对其进行了热解反应机理研究。设计了玉米秸秆热解过程的4条初反应路径,并在分析初反应结果的基础上设计了14条次反应路径,对每条反应路径的反应物,过渡态,中间体以及产物均进行了结构优化和频率计算。计算结果表明:玉米秸秆热解初期半纤维素开始热解,木质素侧链轻微热解;初反应R1,R4反应焓变较小,分别为395. 77 kJ/mol和104. 70 k J/mol,认为玉米秸秆热解主反应路径以TS2及TS8次反应路径为主,其热解产物包括呋喃类,吡喃类,烷烯烃和芳香族化合物。     

2，4—二甲基卤代苯热解机理的理论研究

用Gaussian98程序包中的AM1法,通过UHF计算对模拟设计的2,4－二甲基苯系列化合物的5种热解途径进行了量子化学理论研究。计算结果表明：卤素的存在对本系列化合物甲基C－H键的热解断裂难易有影响且表面为“二分组效应”,即F,Cl对苯环上甲基C－H键有热活化作用,而Br,I有热稳定作用,但差异不大。对于C－X键,江卤素原子是Cl与I时,卤代苯上的C－X键的热反应活性大甲基上的C－H键。对以上结果从优化的几何构型、自由基的生成焓及相对总能量上进行了分析,且得到相一致结果。     

基于含氮、硫元素苯衍生物的有机染料敏化剂的理论研究

采用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD-DFT)理论方法计算了以苯及其衍生物作为π共轭桥的染料分子的基态和激发态的微观性质.研究结果表明,与参考敏化剂P0相比,3种新型敏化剂P1、P2和P3的基态几何结构和前线轨道分布与之十分相似.采用CPCM-TD-BHandHLYP/6-31+G(d)方法,模拟染料分子P1在二氯甲烷溶液中的最大吸收波长为502nm,比P0吸收峰显著红移.利用Marcus理论,经过近似计算发现,与其他敏化剂相比,P1分子间电荷传输速率(Ket)最快.因此,P1应该可以作为有希望的敏化剂应用于染料敏化太阳能电池(DSSC),而且其能量转化效率(η)应该高于以P0为染料的DSSC的效率.     

丙酮-肼基二硫代甲酸苄酯的合成、晶体结构及量子化学研究

用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法选取6-31G＊基组,运用Gaussian03量子化学程序包,对丙酮-肼基二硫代甲酸苄酯晶体进行了量子化学计算研究,探讨了化合物的稳定性、各原子净电荷分布、一些前沿的分子轨道能量和组成特征.计算结果与通过单晶X-射线衍射法测得的晶体结构的实验结果吻合.此项研究可为该配体及其金属配合物的合成及实际应用提供理论参考.     

利用密度泛函理论研究苄硫醇在石墨烯表面的吸附机理

用密度泛函理论方法对C_7H_7SH在纯的、缺陷的和Hg/Pd掺杂的石墨烯表面的吸附机理进行了详细的研究.主要考虑了两种模型:情况1为C_7H_7SH平躺在各种石墨烯表面;情况2为C_7H_7SH垂直地放在各种石墨烯表面,且巯基靠近表面.结果表明,C_7H_7SH初始构型对它们之间的相互作用在某种程度上有一定的影响.情况1较情况2有较大的吸附能.此外,情况1中吸附能的结果显示C_7H_7SH可以更好地与缺陷的、Hg/Pd掺杂石墨烯表面紧密结合.这一结论同态密度、差分电荷密度的分析也是一致的.     

Keggin型多钼氧酸盐有机衍生物的电子性质与抗病毒活性的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)方法研究了Keggin型多酸化合物(C5 H13 N2O2)2(H3O)PMo12 O40,(C5 H14 N2 O2)2 SiMo12 O40和(C5 H14 N2 O2)2 GeMo12 O40的几何结构、氧化还原性质.根据多酸化合物对肿瘤细胞的抗病毒活性与其氧化还原能力的关系,比较了目标...     

苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-thieno[3,4-b]thiadiazole导电性的理论研究

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G(d)水平下,对苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)-thieno[3,4-b]thiadiazole(TD)的低聚物和聚合物进行了理论计算.其中,BDT为电子供体,TD为电子受体,以1∶2的方式结合形成化合物,并计算了二面角、分子内的电荷传输、桥键键长和中心键电荷密度.结果显示:随着聚合链增长,共轭程度增加.NICSs值显示:中心环比边环的共轭程度更大.聚合物的能带结构表明:该聚合物的带隙比较低(0.87 eV),故其可以作为潜在的导电材料.     

具有共轭结构单元的有机二硫化物双硫键的结构及其电子性质的理论研究

在AUG-cc-pVDZ基组水平上,通过B3LYP密度泛函方法计算,预测了4类有机二硫化物体系的结构、电子亲合能、电离能及结构修饰对其性质的影响.计算表明,有机共轭硫化物中的S—S键具有良好的过剩电子储存能力,过剩电子进入σ*S—S反键轨道,可以形成稳定的两中心三电子双硫键([S∴S]-).强吸电子基团—NO2的存在对低能空轨道能级有一定的影响,但σ*S—S反键轨道在大多数情况下都是储存过剩电子的低能前线轨道.这种特殊的三电子双硫键性质及其结构修饰效应,对提升有机二硫化物体系作为电池正极材料的性能具有重要意义.     

苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩-thieno[3，4-易]thiadiazole导电性的理论研究

采用密度泛函理论,在B3LYP／6—31G（d）水平下,对苯并[1,2-b：4,5-b’]二噻吩（BDT）-thieno[3,4-b]thiadiaz01e（TD）的低聚物和聚合物进行了理论计算．其中,BDT为电子供体,TD为电子受体,以1：2的方式结合形成化合物,并计算了二面角、分子内的电荷传输、桥键键长和中心键电荷密度．结果显示：随着聚合链增长,共轭程度增加．NICSs值显示：中心环比边环的共轭程度更大．聚合物的能带结构表明：该聚合物的带隙比较低（0．87eV）,故其可以作为潜在的导电材料．     

基于密度泛函理论的气相下α-Ala·Fe2+配合物手性转变机理

采用密度泛函理论的M06和MN15方法,研究了两个S型α-丙氨酸分子(S-α-Ala₁和S-α-Ala₂)与Fe2+的配合物S-A₁和S-A₂的手性转变.研究发现:S-A₁的手性转变可通过以氧、氮、铁、氧与氮联合以及氧与甲基碳联合为桥的氢迁移实现.S-A₂的手性转变可通过打开螯合环接S-A₁的异构实现,还可打开螯合环通过以氧、铁及氧与甲基碳联合为桥的氢迁移实现;还可通过羧基内氢迁移后,以羰基氧及羰基氧和甲基碳联合为桥的氢迁移实现.势能面计算表明:以铁为氢负离子迁移桥梁的S-A₁和S-A₂手性转变反应具有优势,活化自由能垒分别是235.0和204.4kJ·mol-1左右.结果表明:α-Ala·Fe2+配合物可以很好地保持其手性特征.