甲醇在Pt-Fe(111)/C表面吸附的理论研究

采用密度泛函理论和周期平板模型相结合的方法, 对CH3OH分子在Pt-Fe(111)/C表面top, fcc, hcp和bridge位的吸附模型进行了构型优化、能量计算, 结果表明bridge位是较有利的吸附位. 掺杂后费米能级的位置发生了右移, 价带和导带均增宽, 极利于电子-空穴的迁移, 这对提高催化活性是非常有利的. 考察抗中毒性发现: CO在Pt(111)/C面上的吸附能比甲醇吸附能要高, CO在Pt-Fe(111)/C的吸附能比甲醇吸附能要低, 可说明CO在Pt(111)/C面上有中毒效应, 而Pt-Fe(111)/C的抗CO中毒能力增强, 是催化氧化甲醇良好的催化剂.     

CuCl催化苯腙和丙炔酸甲酯Michael加成反应的机理研究

本文采用密度泛函理论(DFT)中的M05方法针对性的研究了以CuCl为催化剂催化苯腙和丙炔酸甲酯发生Michael加成的微观反应机理.采用Gaussian09程序,使用6-31+G*(Cu采用赝势基组LanL2DZ)对化学反应过程中的反应物、中间体、过渡态分子的几何构型进行了优化,同时进行了频率计算,所有过渡态都有唯一虚频,中间体和过渡态分子结构的合理性得到了确认.通过自然键轨道(NBO)理论分析了分子轨道间的相互作用.通过理论计算发现CuCl催化苯腙和丙炔酸甲酯发生Michael加成反应的位点在苯腙的N原子上,反应的速控步骤活化能为34.86 kcal/mol,相关的理论研究结果与实验反应现象相吻合.     

NH自由基与臭氧反应机理的理论研究

用量子化学从头计算方法,在HF／6－31＋＋G**水平研究了臭氧与NH三线态活性自由基反应的微观机理,优化得到反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型。用MP2／6－31＋＋G**／／HF6－31＋＋G**方法计算能量,同时进行零点能校正。研究结果表明： NH三线态活性自由基与O3反应首先成稳定中间体NHO3,然后中裂解生成HNO和O2。     

一个方酸内鎓盐衍生物合成机理的理论研究

用ＰＭ３方法对新近合成的一个方酸内Ｗｅｎｇ盐衍生物：２－（Ｎ,Ｎ－二羟乙基）胺基－４－二甲胺苯基方酸内Ｗｅｎｇ盐的微观反应机理进行了研究,计算结果表明：以（Ｎ,Ｎ－二羟乙基）胺基负离子,二甲胺一方酸制备该方酸内Ｗｅｎｇ盐有邻位和对位两种产物,且对位更易生成,同时,还探讨了提高光致材料产率的可能方法。     

O~3＋NH→HNO＋O~2反应机理的量子化学研究

用密度泛函(DFT)的B3LYP方法(6－31++G^*^*)研究了臭氧与NH自由基反应的微观机理,优化得到反应途径上的反应物,过渡态,中间体和产物的构型,通过振动分析对过渡态和中间体进行了确认。对单点用QCISD(T)/6－31++G^*^*方法计算能量,同时进行零点能校正。研究结果表明：NH与O~3反应有两条不同的反应通道,且均表现为亲电反应特征,两条不同的反应均为强放热反应。     

CH2 CHF与臭氧反应机理的量子化学研究

用量子化学MP2方法,在6-311+ +G(d,p)基组水平上研究了烯烃CH2CHF与臭氧反应的机理,对氟代乙烯臭氧化反应Criegee机理进行了系统的计算,全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,在QCISD(T)/6-311+ +G(d,p)水平上计算了它们的能量.并对它们进行了频率分析,以确定中间体和过渡态的真实性.研究结果表明,氟代乙烯与臭氧反应沿Criegee机理是可信的、合理的.同时研究还发现,就氟代乙烯与臭氧反应活性而言,其控制步骤的位垒较低,可以说氟代乙烯与臭氧反应活性较强,也就是说氟代乙烯对臭氧的损耗较大.     

丁酰胆碱和硫代胆碱与CdTe量子点的络合特征以及光谱性质的理论研究

本文利用密度泛函理论,研究了丁酰胆碱和硫代胆碱在CdTe量子点上的络合特征.优化了稳定的络合构型,计算了吸附能、电荷密度、前沿分子轨道以及紫外可见吸收光谱.研究发现：丁酰胆碱在CdTe量子点上的吸附能较小、与量子点之间的电子相互作用较弱,属于物理吸附,紫外可见光吸收强度较弱.而硫代胆碱与量子点之间存在化学吸附,存在强的电子相互作用,紫外可见光吸收强度增强.我们的研究结果为实验中使用CdTe量子点检测丁酰胆碱酯酶提供了理论支持.     

CH2F自由基与HNCO反应机理的理论研究

The reaction mechanism of CH2F radical with HNCO was investigated by density functional theory (DFT)at the B3LYP/6-311++G(d,p) level. The geometries of the reactants, the intermediates, the transition states and the products were optimized. The transition states were verified through the vibration analysis.The relative energies were calculated at the QCISD(T)/6-311++G**//B3LYP/6-311++G(d,p) level. Seven feasible reaction pathways of the reaction were studied. The results indicate that the pathway (5) is the most favorable to occur, so it is the main pathway of the reaction.     

Theoretical Researches on the Charge Transport Properties of Humic Acid Coordinating with Fe~(3+)\Cu~(2+)\Al~(3+) Metal Ions

Humic acid is a key component of extracellular electron acceptor. Experimental study elucidates that humic acid molecular ligand with different metal elements has different abilities to accept electrons. By using density functional theory, this article selected the leonardite humic acid(LHA) organic macromolecule as ligand to study interactions between the ligand and different metals. At the same time, the calculation of binding energy, the analysis of characteristics for the complex structure and the distribution of frontier molecular orbital were also completed. On the basis of Marcus theory, the reorganization energy, matrix element and charge transport rate constant were calculated. The results show that the order of the charge transfer rates is Fe~(3+)Cu~(2+)Al~(3+) for different metal complexes, and are in good agreement with the experimental ones.     

碳负载二价金属催化剂RCl_2/C催化氯乙烯合成反应机理

聚氯乙烯具有诸多性能,在工业中应用广泛.聚氯乙烯是由氯乙烯单体发生聚合反应而制得的,氯乙烯工业生产过程涉及催化剂活性、催化剂载体以及催化剂中毒效应的相关研究.本文利用石墨烯模拟活性炭结构表面的活性位,研究了不同二价金属催化剂RCl2/C(R=Hg2+、Pt2+、Cu2+、Pd2+、Mg2+、Cd2+)在碳负载条件下对乙炔氢氯化反应的催化机理以及可行的反应通道.通过比较不同路径的速控步骤的活化能大小,确定了最优反应通道,同时也发现了新频的反应通道.进一步分析了每种催化剂的催化活性与其微观特性之间的关系,以及反应活化能与催化剂能隙的关系.此外,还考察了系列催化剂的中毒效应,通过综合比较系列催化剂的作用特征,从理论上对氯乙烯合成催化剂进行了优化,也为氯乙烯工业生产提供了有益的信息.