CO…CO+ 体系相互作用的密度泛函理论研究

在三种密度泛函方法 (B3LYP、B3P86及B3PW91)和两种适宜基组 (6 311+G 及aug cc PVDZ)水平上 ,对CO…CO+ 耦合体系可能存在的相互作用复合物进行了全自由度能量梯度优化 ,发现势能面上存在三个能量极小点 ,进而作了振动频率分析加以确认 .其中结构A、B为共平面型结构 ,C为非共面型结构 .比较了它们之间的相对稳定性 ,并对其进行了轨道成键分析 ,计算了各原子之间的键级 ,同时探讨了最稳定结构A的正则振动模式 .通过消除基函数引起的基组叠加误差 (BSSE)和零点振动能 (ZPVE)的校正 ,精确求算出复合物结构A、B和C的相互作用能△E分别为 2 5 2 .47、12 6 .70和 12 7.12kJ/mol,表明CO和CO+ 之间存在较强的相互作用 .     

硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物氢键相互作用的密度泛函研究

为研究硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的氢键作用,采用密度泛函B3LYP方法在6-311++G(d, p)基组水平上对硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的结构进行优化,采用MP2/6-311++G(d, p)方法,经基组叠加误差和零点能校正计算得到复合物的相互作用能.利用自然键轨道分析方法研究复合物氢键作用的本质,并对复合物中水分子的振动光谱进行分析.计算结果表明,硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物存在着6个硝酸羟胺-H_2O稳定构型和8个硝酸羟胺-(H_2O)_2稳定构型,且最稳定构型的相互作用能分别为52.821 kJ·mol~(-1)和73.349 kJ·mol~(-1).在硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物中,水中H-O伸缩振动频率明显红移,且红移增大的程度与复合物稳定化能的变化趋势基本一致.     

儿茶素-胸腺嘧啶分子间相互作用模式的密度泛函研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31+G*基组水平上研究了儿茶素-胸腺嘧啶分子间相互作用机制,得到稳定的儿茶素-胸腺嘧啶复合物13个,并且复合物形成了2个或更多的氢键. 另外,在相同机组水平上进行了振动分析,结果表明儿茶素-胸腺嘧啶复合物间存在N-H…O、C-H…O、O-H…O三种类型氢键,氢键对于复合物的稳定性起着重要的作用. 应用了分子中的原子理论和自然键轨道理论对这13种复合物中氢键的性质和特征进行了分析. 发现所有的氢键复合物进行基组重叠误差校正后的相互作用能为-18.15～-32.99     

药根碱与溶菌酶相互作用的光谱研究

利用荧光光谱和红外光谱研究了药根碱与溶菌酶的结合反应。通过Stern-Volmer's方程分别计算了不同温度下反应的结合常数。FTIR光谱结果表明:药根碱与溶菌酶键合改变了溶菌酶原有的构象,使溶菌酶的α-螺旋和β-折叠的含量发生变化。根据Foerster非辐射能量转移理论,计算出药根碱与溶菌酶之间的结合距离为5.39nm。     

金属Cr9团簇与DNA/RNA碱基相互作用的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论（DFT）和B3LYP/6-31+G**方法,对金属Cr9团簇与DNA/RNA的碱基的相互作用规律进行了研究. 运用势能面扫描的方法和计算各种复合体的结合能, 得到了Cr9团簇在各碱基的不同的点附近与碱基形成复合体时,其复合体的稳定性大小的分布情况. 发现Cr9团簇通过接近碱基的环上氮原子及氧原子与其结合时,所构成的Cr9团簇-碱基复合体比较稳定. 通过对复合体的前线轨道的分析,找出了各种Cr9团簇-碱基复合体的结合能大小不同的原因.研究结果表明,结合能比较大的Cr9团簇-碱基复合体的最高占有轨道（HOMO）由Cr-d和N-p（或O-p）轨道杂化而成,共价相互作用为团簇与碱基结合的主要因素. 结合能较小的Cr9团簇-碱基复合体的HOMO中没有团簇与碱基的电子云的重叠,范德瓦尔斯力是两者结合的主要因素. 本文的研究对揭示金属铬团簇对生物体影响的规律,以及对探测和监控生物体中铬团簇的都有着要的意义.     

Simplification of Double Folding Model Calculations in Study of Interaction Between Two Deformed Nuclei

The Double Folding （DF） model calculation of the internuclear potential in heavy-ion interactions when the participant nuclei are deformed in their ground states involves a six-dimensional integral. Using the multipole expansion in these calculations, the DF six-dimensional integral reduce to the sum of the products of three single-dimensional integrals. In this paper we have presented a procedure for the calculation of the radius dependent functions in the multipole expansion of the nuclear density and their Fourier transforms. We have also reduced the DF model integrals to the sum of the single dimensional integrals using the obtained relations for the radius dependent functions in the multipole expansion and their Fourier transforms.     

Interaction Between Massive and Massless Gravitons by Perturbing Topological Field Theory

We test the Wu gauge theory of gravity with massive gravitons in the perturbing topological field theory framework.We show that the computation of the correlation function between massive and massless gravitons is reported up to 4-loop and appears to be unaffected by radiative correction.This result ensures the stability of the linking number between massive and massless gravitons with respect to the local perturbation,a result with potential wider applications in cosmology.     

Fe_2和NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的计算水平上研究了Fe_2铁簇与NO反应的相关微观机理.全参数优化了八重态以及十重态反应势能面上各驻点的几何结构,并用频率分析法以及内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的微观反应路径和反应势能面(PESs).用"两态反应"分析反应机理,势能面上的两个交叉点能有效地降低反应的活化能,这在动力学上和热力学上都是有利的.N原子脱离化合物为整个反应的速控步骤.     

Fe2和NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的计算水平上研究了Fe2铁簇与NO反应的相关微观机理。全参数优化了八重态以及十重态反应势能面上各驻点的几何结构,并用频率分析法以及内禀反应坐标（IRC）方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的微观反应路径和反应势能面（PESs）。用“两态反应”分析反应机理,势能面上的两个交叉点能有效地降低反应的活化能,这在动力学上和热力学上都是有利的。N原子脱离化合物为整个反应的速控步骤。     

过渡金属铁团簇Fe_4和NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)计算水平上研究了第一过渡系金属铁团簇Fe_4在基态和第一个激发态与NO的反应机理.全参数优化了体系中十四重态以及十六重态反应势能面上的各驻点结构,并用频率分析法和内禀反应坐标法对过渡态进行了验证.通过对反应过程的分析发现,反应在十四重态以及十六重态势能面上的反应机理是相似的.而且,该反应是一个三步反应,其中C1→TS1键是整个反应的决速步.由于势能交叉点的存在,可以有效降低反应的活化能,这在热力学和动力学上都是非常有利的.     

过渡金属铁团簇Fe4和NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法在6-311+G（d,p）计算水平上研究了第一过渡系金属铁簇Fe4在基态和第一个激发态与NO的反应机理。全参数优化了体系中十四重态以及十六重态反应势能面上的各驻点结构,并用频率分析法和内禀反应坐标法对过渡态进行了验证。通过对反应过程的分析发现,反应在十四重态以及十六重态势能面上的反应机理是相似的。而且,该反应是一个三步反应,其中C1→TS1键是整个反应的决速步。由于势能交叉点的存在,可以有效降低反应的活化能,这在热力学和动力学上都是非常有利的。     

荧光光谱法研究黄豆黄素与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱法在pH 7.4的PBS中研究了黄豆黄素(Glycitein,GL)与牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)分子之间的相互作用方式及机理.结果表明GL可静态猝灭BSA的内源荧光.310K和315K的结合位点数与表观结合常数分别为1.30,8.09×104L·mol-1和1.73,5....     

平行板间方势阱偶极流体的结构性质研究

在密度泛函理论(DFT)框架下, 应用改进的基本度量理论(MFMT)表达硬球作用对自由能泛函的贡献, 根据统计力学理论结合加权密度近似(WDA)表达偶极作用对自由能泛函的贡献,得到了方势阱偶极流体在平行板间的密度分布表达式, 计算了偶极流体在两平行板间的密度分布, 并探讨了方势阱深度和宽度对体系密度分布的影响. 此外, 通过体系密度分布, 进一步分析了方势阱宽度和深度以及板间尺度与溶剂化力的关系.     

平行板间方势阱偶极流体的结构性质研究

在密度泛函理论(DFT)框架下, 应用改进的基本度量理论(MFMT)表达硬球作用对自由能泛函的贡献, 根据统计力学理论结合加权密度近似(WDA)表达偶极作用对自由能泛函的贡献,得到了方势阱偶极流体在平行板间的密度分布表达式, 计算了偶极流体在两平行板间的密度分布, 并探讨了方势阱深度和宽度对体系密度分布的影响. 此外, 通过体系密度分布, 进一步分析了方势阱宽度和深度以及板间尺度与溶剂化力的关系.     

官能团及修饰位点对金属有机骨架化合物（MOFs）CO2/CH4分离性能的影响：蒙特卡洛模拟研究

In order to explore the in uence of modification sites of functional groups on landfill gas (CO₂/CH₄) separation performance of metal-organic frameworks (MOFs), six types of organic linkers and three types of functional groups (i.e. -F, -NH₂, -CH₃) were used to construct 36 MOFs of pcu topology based on copper paddlewheel. Grand canonical Monte Carlo simulations were performed in this work to evaluate the separation performance of MOFs at low (vacuum swing adsorption) and high (pressure swing adsorption) pressures, respectively. Simulation results demonstrated that CO₂ working capacity of the unfunctionalized MOFs generally exhibits pore-size dependence at 1 bar, which increases with the decrease in pore sizes. It was also found that -NH₂ functionalized MOFs exhibit the highest CO₂ uptake due to the enhanced Coulombic interactions between the polar -NH₂ groups and the quadrupole moment of CO₂ molecules, which is followed by -CH₃ and -F functionalized ones. Moreover, positioning the functional groups -NH₂ and -CH₃ at sites far from the metal node (site b) exhibits more significant enhancement on CO₂/CH₄ separation performance compared to that adjacent to the metal node (site a).     

复合纳米颗粒中白藜芦醇-大麦醇溶蛋白相互作用研究

为阐明大麦醇溶蛋白包覆白藜芦醇形成纳米颗粒的分子机制,采用荧光光谱、紫外吸收光谱以及傅里叶红外光谱和差示扫描量热技术等研究了白藜芦醇与大麦醇溶蛋白分子间的相互作用。结果表明：白藜芦醇与大麦醇溶蛋白分子的相互作用,对其内源性荧光具有猝灭作用,结合差示扫描量热的结果,推测二者通过静态猝灭过程形成了新的复合物;计算出两者之间的结合常数与结合位点数分别为K_A(298 K)=2.21×105 L·mol-1,K_A(310 K)=1.53×104 L·mol-1和n_{298 K}=1.23,n_{310 K}=0.94;依据热力学参数和傅里叶红外光谱判断白藜芦醇与大麦醇溶蛋白之间的作用力为范德华力和氢键相互作用;根据Frster非辐射能量转移原理,计算出白藜芦醇与大麦醇溶蛋白的结合距离为3.25 nm,能量转移效率为0.227;同步荧光检测结果表明白藜芦醇结合大麦醇溶蛋白分子后对其构象产生了明显影响,且该影响是由色氨酸残基所处环境的疏水性变化所致。     

Density Functional Theory Study of Mechanism of Cycloaddition Reaction Between Dimethyl-Silylene Carbene and Acetone

用密度泛函理论研究了单重态二甲基亚硅基卡宾与丙酮环加成反应的反应机理,势能面结果表明该反应有两条相互竞争的主反应通道. 反应规律为：二甲基亚硅基卡宾中的π轨道与π键化合物中π轨道的[2+2]环加成作用造成了扭曲四员环中间体和平面四员环产物的形成;平面四员环产物中卡宾C原子的不饱和性,导致了甲基迁移产物和硅杂双环化合物的生成.     

Impurity effects on ionic-liquid-based supercapacitors

Small amounts of an impurity may affect the key properties of an ionic liquid and such effects can be dramatically amplified when the electrolyte is under confinement. Here the classical density functional theory is employed to investigate the impurity effects on the microscopic structure and the performance of ionic-liquid-based electrical double-layer capacitors, also known as supercapacitors. Using a primitive model for ionic species, we study the effects of an impurity on the double layer structure and the integral capacitance of a room temperature ionic liquid in model electrode pores and find that an impurity strongly binding to the surface of a porous electrode can significantly alter the electric double layer structure and dampen the oscillatory dependence of the capacitance with the pore size of the electrode. Meanwhile, a strong affinity of the impurity with the ionic species affects the dependence of the integral capacitance on the pore size. Up to 30% increase in the integral capacitance can be achieved even at a very low impurity bulk concentration. By comparing with an ionic liquid mixture containing modified ionic species, we find that the cooperative effect of the bounded impurities is mainly responsible for the significant enhancement of the supercapacitor performance.     

荧光法研究木犀草素与人血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱、同步荧光光谱和紫外吸收光谱方法,研究了木犀草素与人血清白蛋白（HSA）的相互作用。研究表明木犀草素对HSA有较强的荧光猝灭作用,根据不同温度下木犀草素对HSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程处理实验数据,表明木犀草素对HSA的荧光猝灭作用属于静态猝灭。根据Fōrster非辐射能量转移理论计算了木犀草素与HSA间的结合常数和结合位点数,求得了木犀草素与HSA间的结合距离r。热力学数据表明二者主要靠疏水作用力结合。同时用同步荧光光谱探讨了木犀草素对HSA构象的影响。     

荧光法对姜黄素与牛血清白蛋白相互作用的研究

应用荧光光谱法研究了生理条件下(pH7.4)姜黄素(Curcumin)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果表明,姜黄素对BSA产生荧光猝灭作用,其机理属于静态猝灭过程。T=310K时,其猝灭常数为1.388×1012L.mol-1.s-1,表观结合常数为2.387×104L.mol-1。根据Foerster非辐射能量转移理论,测得姜黄素在BSA中的结合位置与色氨酸残基间的距离为4.43nm。探讨了姜黄素对BSA构象的影响及结合机理,考察了体内某些共存金属离子对姜黄素与BSA结合作用的影响。