十二烷基吗啉选择性吸附氯化钠的分子模拟

采用分子模拟方法研究氯化钠-光卤石反浮选体系中捕收剂十二烷基吗啉(DMP)选择性吸附氯化钠的机理. 用Material Studio 4.0软件和COMPASS分子力场方法建立了DMP在氯化钠和光卤石两种矿物表面的吸附模型, 并进行动力学模拟和能量优化, 确立了DMP在两种矿物表面的最佳吸附构型. 结果表明, DMP分子通过其官能团中的O、N原子与氯化钠界面水结构中的H原子之间的氢键作用吸附在氯化钠表面, 吸附作用能为-119.49 kJ·mol-1, 而光卤石界面水结构不能保持稳定排列, 致使DMP直接作用在光卤石表面, 吸附能为-37.97 kJ·mol-1, 在两种矿物共存体系中, 这种吸附能差异导致了DMP在氯化钠表面的选择性吸附.     

无辐射跃迁理论进展

在本文中,我们将介绍运用第一性原理计算包含非谐效应或势能面锥形交叉情况下内转换速率的最新工作。我们同时计算了包含非谐效应的分子吸收和发射光谱,以检验量子化学方法计算得到势能面的准确性。势能面的锥形交叉对内转换过程的影响是学界广泛关注的焦点。本文将介绍如何在内转换速率计算的过程中考虑势能面锥形交叉的影响,并将之运用于吡嗪分子。本文运用绝热近似理论处理了另外一个重要的无辐射过程,分子的振动驰豫过程,并将这个理论应用于水二聚体和苯胺的振动弛豫速率的计算。     

微波对碱式碳酸镁结晶过程的影响

在微波外场作用下,利用氯化镁和碳酸钠溶液反应结晶法直接合成碱式碳酸镁晶体。通过对比微波、水浴两种加热方式下镁离子变化曲线和产物的差异,XRD、FTIR,SEM等对相转移过程的物相分析表征,探索微波对反应的强化影响。结果表明,反应结晶直接合成碱式碳酸镁过程分为絮状物→出现晶体→完全转变为球状碱式碳酸镁3个阶段。微波对反应3个阶段中都有强化作用,促进絮状物的形成,加快相转变,提高反应转化率,微波加热条件下在粒径分布与组装方式与水浴加热方式均有不同,微波作用下较小颗粒是由纳米片层平行组装而成,而较大颗粒可能是无定形物在球状小颗粒表面继续转变,形成交错的表层纹理的大颗粒碱式碳酸镁。     

气相中 H2O2与 N2O反应机理的探讨

采用RHF/AM1方法研究了H     

DNA和RNA双链稳定性差异的理论研究

利用适用于分子间弱相互作用, 尤其是生物分子间的氢键相互作用的改进的半经验方法RM1_BH和达到线性标度的新的半经验算法以及SimuCal_SE方法, 与自主开发的量子化学程序包SimuPac 1.0, 对4组一系列DNA和RNA碱基的氢键结合能进行了计算. 这些计算包括单一碱基类型和混合碱基类型两大类情形, 最大的原子数达到1064个. 计算结果表明, 在碱基层数较少时, DNA和RNA氢键结合能差别不大; 在碱基层数较多时, RNA的氢键结合能明显高于DNA的氢键结合能; 嘌呤和嘧啶的排列方式对结合能略有影响, 但不影响上述趋势. 可见, 氢键对于RNA的稳定性差异起到重要的作用, 计算结果支持了实验的结论.     

CuOx/TiO2光催化水蒸气还原CO2反应研究

以商品TiO2-P25为原料,通过浸渍法负载一定量过渡金属Cu,得到一系列不同含量的CuOx/TiO2光催化剂.利用X射线衍射(XRD),X-射线光电子能谱(XPS),BET,高分辨率透射镜(HRTEM),X射线荧光光谱(XRF)和光致发光光谱(PL)等方法对催化剂进行了详细表征,在自建的光催化反应器中评价了气态水光催化还原CO2反应的活性和CH4收率.结果表明负载CuOx后的TiO2纳米材料光催化性能显著提高,其中1%CuOx/TiO2样品紫外光照72 h后,CH4生成量达到了24.86μmol.gTi-1.同时,CuOx负载量、反应温度、反应时间等因素对CH4收率均有显著影响.     

GPU引发的计算化学革命

综述了图形处理器(GPU)在计算化学中的应用和进展.首先简单介绍了GPU在科学计算中应用的发展,然后分别详细讲述了迄今几个使用GPU和CUDA(compute unified device architecture,显卡厂商Nvidia推出的计算平台)开发工具设计的量子化学计算和分子动力学(MD)模拟的算法和程序,尤其对目前唯一完全使用GPU技术开发的量子化学计算软件TeraChem做了完备的介绍,包括算法、实现的细节和程序目前的功能.此外,本文还对GPU在计算化学上将会发挥的作用做出了极为乐观的展望.     

硫代樟脑光化学反应的理论研究

运用量子化学方法优化了硫代樟脑的最低5个电子态(S₀, T₁, S₁, T₂和S₂)的结构, 并计算了它们的相对能量. 计算结果表明: S₁, T₁和T₂态的能量非常接近, 而S₂的能量远远高于T₂态, 这与之前对几种小的硫代羰基化合物的研究结论一致. 确定了硫代樟脑分子在T₁态发生β-插入反应和类Norrish II型反应的机理, 计算的势垒相对于S₀的振动零点分别为314.1和332.6 kJ/mol. 在400 nm波长的光的照射下, 分子被激发到S₁态, 此时分子没有足够的能量发生反应, 只能通过内转换回到基态. 当激发光波长在254 nm时, 硫代樟脑分子被激发到S₂态, 这时候体系有了足够的内部能量使反应发生. 实验上已经观察到此激发光波长下, 气态硫代樟脑可以发生β-插入反应和类Norrish II型反应.     

波相色谱的电化学发光检测技术

自1964年发现电化学发光(ECL)技术以来,这种技术已发展成为一种重要光化学技术,它不仅为有机物氧化还原理论提供更多的信息,也为液相色谱提供了一种新的检测途径。电化学发光的机理     

PEG分子量对LiFePO_4/C纳米复合正极材料结构与电化学性能的影响

以聚乙二醇(PEG)为纳米结构控制剂和碳源,采用液相法合成了纳米复合正极材料LiFePO4/C,其结构与电化学性能经XRD,SEM和恒电流充放电测试等表征。考察了4种不同分子量的PEG对LiFePO4/C晶型结构、粒径、形貌及充放电性能的影响。结果表明:随着PEG分子量的增大,LiFePO4/C的粒径减小、电导率增大、电化学性能提高。以PEG 4000合成的LiFePO4/C(Fd)的粒径小于50 nm,电导率为8.58×10-4S.cm-1,0.1C倍率下首次放电比容量高达165.8 mAh.g-1,循环20次后容量无衰减;1C倍率下,首次放电比容量为108.1 mAh.g-1,表明Fd具有优良的倍率性能。