TATB二聚体分子间作用力及其气相几何构型研究

采用对称性匹配微扰理论(SAPT)定量地求得TATB分子间的静电、交换排斥、诱导和色散等分子间作用能项, 从理论上揭示了TATB分子间作用本质; 在此基础上, 阐明了密度泛函在研究TATB二聚体时的适合性问题. 结果表明: (1)在有分子间氢键的TATB二聚体中, 库仑力足以与交换排斥力相抗衡, 起主导作用. (2)含分子间氢键的气相TATB二聚体的合理几何构型为平面型结构, 此结构的产生与色散力无关, 因此不管泛函是否含有近程色散作用, 均应预测到这种强极性的平面型结构. (3)在无分子间氢键的TATB二聚体中, 库仑力难以与交换排斥力相抗衡, 色散作用起到了关键作用; (4)在这种情况下, 未含有近程色散作用的密度泛函不可能给出合理构型. 恰好相反, 含有近程色散作用的密度泛函PBE0却能正确地预测到具有“平行重叠”结构且呈微弱极性的TATB二聚体, 色散力是导致这种构型产生的根本原因. “平行重叠”TATB二聚体是典型的色散体系, 其色散力占绝对主导地位并极有可能起源于两个TATB分子上π电子的相互作用. (5)对于所有TATB二聚体, 色散力或很显著或起主导作用. 由于密度泛函或未含有近程色散, 或只能部分地把近程色散表达出来, 这样使得当前所有密度泛函不可能精确求得这些二聚体的作用能.     

HMX/TATB复合材料弹性性能的MD模拟

用分子动力学(MD)方法COMPASS力场, 分别在正则系综(NVT)和等温等压系综(NPT)下, 模拟计算了著名常用高能炸药HMX(环四甲撑四硝胺)与著名钝感炸药TATB (1,3,5-三氨基-2,4,6三硝基苯)所构成的混合体系在室温时的弹性性能和结合能. 结果表明, 在NVT和NPT两种系综下模拟所得结果呈平行一致的趋势; 与纯HMX相比, HMX/TATB复合材料的拉伸模量、体模量和剪切模量均有所下降; 在NVT系综下, 还完成了HMX/TATB混合体系的不同温度的MD模拟. 发现当温度在245～345 K范围时, 体系的刚性和弹性变化很小; 但当温度达到395 K时, 材料的刚性减弱, 柔性增强.     

硝基芳烃对圆腹雅罗鱼毒性的DFT研究

对30种硝基芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算, 据所得量子化学参数分类建立了硝基苯类和硝基苯胺类化合物对圆腹雅罗鱼急性毒性(－lgEC₅₀)的定量构效关系(QSARs)模型. 结果表明, 硝基苯类化合物的毒性主要由硝基基团的电荷(Q_-NO2)和前线轨道能级差(ΔE)决定; 硝基苯胺类化合物的毒性则由分子最低未占轨道能级(E_LUMO)和ΔE决定. 苯环上取代基的类型、数目和取代位置直接影响到标题化合物的毒性大小, 强吸电子基如硝基会降低Q_-NO2和E_LUMO大小, 使化合物毒性增强, 且邻对位硝基取代的毒性高于间位取代; 相反, 给电子基团氨基的存在则会使化合物的毒性降低. 总之, 硝基是这两类化合物致毒的主要基团, 将硝基包覆或还原为氨基应为此类化合物解毒的重要途径. 最后以1,4-二硝基苯为例, 模拟了其活性亚硝基中间产物与蛋白质中还原性巯基间的反应, 并将其与硝基苯和1,3-硝基苯的反应活化能进行了比较, 讨论了不同取代基数目和位置对分子活性的影响, 结果与QSAR模型分析一致, 进一步验证了硝基芳烃化合物的致毒历程, 研究结果对品优高能炸药的分子设计也有助益.     

胶束液相色谱法测定制剂和尿样中布洛芬

采用胶束液相色谱法分离和测定制剂和尿样中布洛芬,考察了表面活性剂的种类及浓度、柱温、流动相pH值,流速对布洛芬色谱保留行为的影响,探讨并提出了布洛芬在吐温-80为非离子表面活性剂的胶束液相色谱中的色谱保留模型。以ZORBAXExtend-C18色谱柱(4.6mm×250mm,5μm),20mmol.L-1吐温-80和25mmol.L-1磷酸氢二钾(pH7.8)混合溶液为流动相,在263nm处进行测定,布洛芬的保留时间为5.8min。布洛芬的质量浓度在0.2～1.0g.L-1范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为1.1ng,平均回收率达98.3%～102.1%。     

CL-20/TNT共晶炸药的分子动力学研究

运用分子动力学(MD)方法,选择凝聚态分子势能优化力场(COMPASS),对六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-CL-20)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)晶体及其等摩尔比的CL-20/TNT混合炸药和共晶炸药进行不同温度下恒定粒子数等压等温(NPT)系综模拟研究.结果表明,CL-20/TNT共晶的内聚能密度(CED)和结合能随温度的升高逐渐减小;共晶的CED比混合炸药的大,结合能是混合炸药的2倍多,预示其稳定性明显增强.对相关函数和局部放大结构显示共晶中组分分子间作用主要来自TNT中H和CL-20中O以及CL-20中H和TNT中O之间形成的氢键.通过波动法求得的弹性力学性能结果表明,CL-20/TNT共晶的拉伸模量(E)、体积模量(K)和剪切模量(G)介于ε-CL-20和TNT晶体之间,且随温度的升高而下降,符合一般预期;但共晶炸药的柯西压(C12-C44,Cij弹性系数)、K/G和泊松比(ν)均比其组分炸药ε-CL-20和TNT高得多,预示该共晶具有异常高的延展性和弹性伸长,主要是二组分呈层状交替排列且之间存在较强相互作用所致.     

Graphene-nickel nitride hybrids supporting palladium nanoparticles for enhanced ethanol electrooxidation

Electrocatalysts for ethanol oxidation reaction(EOR)are generally limited by their poor durability because of the catalyst poisoning induced by the reaction intermediate carbon monoxide(CO).Therefore,the rapid oxidation removal of CO intermediates is crucial to the durability of EOR-based catalysts.Herein,in order to effectively avoiding the catalyst CO poisoning and improve the durability,the graphene-nickel nitride hybrids(AG-Ni₃N)were designed for supporting palladium nanoparticles(Pd/AG-Ni₃N)and then used for ethanol electrooxidation.The density functional theory(DFT)calculations demonstrated the introduction of AG-Ni₃N depresses the CO absorption and simultaneously promotes the adsorption of OH species for CO oxidation removal.The fabricated Pd/AG-Ni₃N catalyst distinctively exhibits excellent electroactivity with the mass catalytic activity of 3499.5 m A mg^-1 on EOR in alkaline media,which is around 5.24 times higher than Pd/C(commercial catalyst).Notably,the Pd/AG-Ni₃N hybrids display excellent stability and durability after chronoamperometric measurements with a total operation time of 150,000 s.     

PETN基PBX结合能和力学性能的理论研究

PETN(季戊四醇四硝酸酯)是著名的硝酸酯类猛炸药,用量子力学(QM)、分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,计算模拟其与高聚物组成的PBX(高聚物粘结炸药)的结合能和力学性能.以AM1-MO法和MM方法取PETN与系列高聚物的尺寸匹配原子簇模型,经几何全优化计算,发现两种方法求得的结合能彼此线性相关.对PETN超晶胞及其与系列氟聚物组成的双组分PBX,实施COMPASS力场下的分子动力学(MD)周期性模拟,求得其弹性系数、拉伸模量、体模量、剪切模量和泊松比,发现添加少量高聚物确能有效改善炸药的力学性能.     

颜色指示法高通量筛选多相催化材料

介绍一种简单的组合化学技术, 用来筛选或优化多相催化反应中的催化剂. 在酯化反应中, 用甲基橙指示剂指示酯化反应的进程并对沸石的类型, 不同碳链的醇和酸的催化活性进行研究. 在光催化反应中, 选择甲基橙、罗丹明B作为反应物. 通过颜色变化, 对不同方法制备的TiO2进行高通量筛选.     

A NOVEL ZWITTERIONIC SILANE COUPLING AGENT FOR NONTHROMBOGENIC BIOMATERIALS

A novel silane coupling agent bearing sulfobetaine group, N,N-diethyl-N-（3-sulfopropyl）-aminopropyl- trimethoxysilane （DESATS）, was first designed, synthesized and characterized. Its solution property was studied by means of dynamic light scattering. DESATS was successfully bonded onto the surface of the glass and proved by ESCA. Platelet adhesion assay in vitro indicated that the nonthrombogenicity of glass slide modified with DESATS is greatly improved.     

二维DNA晶体的多重熔解过程研究

可人工编程设计的刚性DNA分子瓦(DNA tile)中的DX分子(double-crossover，双交叉)能自组装形成二维DNA晶体。将含有二维DNA晶体的缓冲溶液程序升温，用紫外-可见分光光度计在260 nm处测定二维DNA晶体的熔解曲线，观测到了DNA晶体的多重熔解过程。AFM显微镜的研究也观测到了二维DNA晶体受热解体后的图像，表明二维DNA晶体的熔解过程首先发生在DX分子瓦间的黏性末端，然后是DX分子瓦的解体，由此推测，在DNA晶体生长过程中单链DNA相互结合成分子瓦后，分子瓦进一步自组装成晶体。