14顶点闭合型碳硼烷异构体的结构和稳定性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP/6-31G(d)方法对14顶点闭合型碳硼烷异构体的几何结构进行优化, 分析了它们的稳定性、电荷分布以及前线分子轨道能级. 结果表明, C₂B₁₂H₁₄碳硼烷的9个异构体都有对应的稳定构型, 并基本保持了B₁₄H₁₄^2－的骨架构型; 除两个C原子取代轴顶点位置B原子的1,14-C₂B₁₂H₁₄外, 其稳定性均随着两个C原子之间距离的增大而增加, 但C原子取代高配位数的B原子不利于其构型的稳定性. 各异构体的负电荷主要分布在C原子上, 同时处于轴向位置的B原子也有部分负电荷, 它们可能成为反应的亲核活性中心. 异构体的HOMO能级的高低与其稳定性相对应, HOMO能级低的异构体稳定性好.     

ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列电极的制备及光电催化降解苯酚的研究

采用阳极氧化法和电沉积法制备出具有可见光响应的ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列电极.用环境扫描电子显微镜(ESEM)、X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对制备的ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列电极的表面形貌和结构进行了表征.结果表明,该方法成功地将ZnFe2O4纳米颗粒均匀分散在TiO2纳米管中,分布在管口处的较少.同时,详细讨论了反应物浓度、沉积时间、循环次数、沉积电压对ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列电极性能的影响.通过在可见光下降解苯酚评价了复合电极的光催化活性,实验结果表明:由于ZnFe2O4和TiO2之间的协同效应,复合电极的光响应范围扩展到了可见光区域,光电催化活性提高1.5～2倍.     

功能化酸性离子液体绿色合成酯及理论研究

实验探索了酸性功能化室温离子液体1-丙烷磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([mimps][HSO4])催化乳酸与正丁醇、丙酸与异戊醇进行酯化反应的新工艺。考察了醇酸摩尔比、催化剂用量和反应时间等因素对酯化率的影响。结果表明,在优化工艺条件下乳酸正丁酯和丙酸异戊酯的酯化率分别为69.8%和92.1%;采用量子化学密度泛函理论计算并从热力学角度分析了二者酯化率存在较大差异的原因。生成的酯不溶于催化体系,采用分液漏斗即可实现催化剂的分离过程。离子液体循环使用10次,催化效果无明显降低。     

含噻吩环的吡啶Ru(II)配合物的电子结构和非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP方法对含有噻吩环的吡啶Ru(II)配合物的电子结构和非线性光学(NLO)性质进行理论研究. 结果表明: 配合物[Ru^II(NH₃)₅L]²⁺(L为含噻吩环的有机基团)中, 配位原子与中心金属离子间没有形成稳定的化学键, 但存在较强的供体-受体(D-A)相互作用; NH₃被羰基(CO)取代后, Ru-C间形成了稳定的σ-π配键, 降低了受体的空轨道能级. 噻吩环的增加增大了体系的共轭程度, 有利于分子内电荷转移, 使配合物的极化率α和一阶超极化率β明显增加. 结合配合物的前线分子轨道分析发现, 电荷转移过程中, 对体系二阶NLO系数贡献较大的是配体内电荷转移(ILCT)和配体间电荷转移(LLCT)跃迁, 羰基引入后配体到金属的电荷转移(LMCT)使配合物[Ru^II(CO)₅L]²⁺比对应的配合物[Ru^II(NH₃)₅L]²⁺的β值增大约7倍.