微波波谱法研究水与有机/生物分子的分子配合物

微波波谱法是一种高灵敏度、高分辨率的研究分子系统内部动力学及超精细结构的方法,能解决许多其他方法难以解决的化学与物理领域具有挑战性的难题。本文综述了微波波谱法研究水分子与有机或生物分子形成分子配合物的内部动力学过程,详细讨论了不同类型的有机或生物分子与水分子形成的分子配合物,介绍了水在分子配合物中作为质子给体和质子受体的动力学,形成分子配合物后水分子和配体分子的隧道运动、结构和构象变化等动力学过程,并讨论了分子配合物中水分子和有机或生物分子的内部运动、相互作用键的强度、对称性影响隧道动力学特性。最后,展望了微波波谱法的发展方向。     

形变碳纳米管中水的输运行为研究

水分子通过碳纳米管的运输行为对认识生命的新陈代谢活动、海水淡化和纳米运输器件有着重要的参考作用. 本文通过分子动力学的方法研究了水分子通过形变碳纳米管的运输行为, 即椭圆柱状碳纳米管的离心率e对管内水分子输运的影响. 结果发现椭圆柱状碳纳米管的离心率对管内水分子的偶极矩概率分布、径向函数分布和流量有重要的影响作用. 分析认为碳纳米管的形变使管内水分子的偶极矩态及其运输状态发生变化; 同时也发现在一定范围内通过改变碳纳米管的形状能起到分子开关的作用.     

水分子在高岭石中插层行为的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,在B3LYP/6-31G(d)理论水平上,构建高岭石的层间团簇模型Si6Al6O42H42(层间距为0.844 0和1.000 0nm),并对高岭石层间及其与n(n=1～3)个水分子相互作用的团簇的各种性质进行研究,如优化的几何构型、电子密度、氢键、能量、NBO电荷分布、振动频率等.结果表明,随着水分子个数n(n=1～3)的增加,体系的能量逐渐降低.水分子通过多种类型的氢键插层于高岭石层间,其中水分子间的氢键强度最强,其次是水分子与铝氧层之间形成的氢键,再次是水分子与硅氧层之间的氢键;层间距随着插层分子的增多而增大,但高岭石层间的活性位点依然存在,且位置较插层前没有明显变化.     

价键结构函数与键函数 2.水分子的计算和分析

应用键表酉群方法对水分子进行了计算分析, 并用键函数定量讨论了成键电子对之间.成键电子对与孤电子对之间及孤电子对间的相互作用,计算表明H~2O中氧原子与两个HIs成键的两个杂化轨道密度重心偏离O-H联线,氧原子实际上以两个P轨道与HIs成键.     

高温下H2O—Ar,H2O—CO2混合气体中H2O分子谱线的半宽度

本文用ＩＯＳ方法和我们改进的Ｂｕｃｋｉｎｇｈａｍ势计算了Ｈ２Ｏ－Ａｒ、Ｈ２Ｏ－ＣＯ２混合气体中Ｈ２Ｏ分子谱线在高温下（６００Ｋ、９００Ｋ、１２００Ｋ、１５００Ｋ）的压力展宽半宽度。分析了谱线半宽度随温度变化的规律，同时也讨论了半宽度和被加宽分子大小的关系。     

磁场处理水的机理的探讨

磁场处理水的研究和应用已有几十年的历史．近年来在工业、农业和医学上的应用日益广泛，并获得了相当可观的经济效益．但是磁场处理水的机理问题一直没有搞清楚．多年来国内外许多学者在机理研究方面进行了不懈的努力，做了大量的试验，取得了许多宝贵的数据，各自提出一些见解和看法，其中有许多合理而科学的东西．     

水分子在Yn (n=2-8)团簇表面的分子吸附与解离吸附

运用密度泛函理论,对H2O在Yn (n=2-8) 团簇表面的分子吸附与解离吸附两种模式进行了结构优化,电子性质分析。结果表明：分子吸附中H2O倾向于O端吸附于Y-Y原子桥位,而解离吸附中H2O解离的H, O原子倾向于吸附于Yn团簇的面位。两种吸附模式都导致了（解离吸附n=4, 5除外）主团簇Y原子平均键长增大。分子吸附和解离吸附的吸附强度和化学活性都随尺寸增加而增大。解离吸附中体系的稳定性明显高于分子吸附,且与体系的电子壳层效应密切相关。     

单层石墨烯水分子吸附对其光学性质的影响

用基于第一性原理中的密度泛函理论MS软件对水分子吸附在单层石墨烯表面进行计算,使用广义梯度近似和周期性平面模型,得到不同数量的水分子吸附在石墨烯表面上的吸附能,并且计算了相对应的光学性质.得到的结果是吸附能很小,主要是范德瓦尔斯相互作用.石墨烯具有高疏水性,水分子在石墨烯表面对石墨烯的电子结构几乎没有作用,吸附不同个数的水分子后对石墨烯的光学性质有一定影响,其中吸附单个水分子后变化并不明显,吸附2或3个水分子后吸收率和光电导率略有下降;折射率和消光率下降不明显,说明吸附水对石墨烯的透明度影响不大;介电函数的实数部分变化趋于平缓,虚数部分有明显下降;能量损失增加.     

固体核磁共振技术研究金属氧化物类固体酸催化剂的酸碱性

固体核磁共振技术是研究固体催化剂酸碱性的有效工具.本文主要介绍了本课题组利用固体核磁共振技术进行固体酸催化剂酸碱性研究的进展,包括吸附水分子对金属氧化物表面酸性质影响的研究,以及结合酸碱探针分子共吸附表征方法对金属氧化物表面酸碱性的研究,对固体核磁共振技术定性和定量分析固体催化剂的酸碱性提出了一些新的见解.     

两个基于羧基-水分子链构筑的超分子镉配合物的合成、晶体结构和荧光性质

以5-甲基-3-吡唑甲酸(H2MPCA)为主配体,在螯合配体菲咯琳(phen)或2,2′-联吡啶(2,2′-bpy)的存在条件下,与醋酸镉在常温下反应得到2个基于氢键构筑的羧基-水分子链的超分子化合物,[Cd(HMPCA)2(2,2′-bpy)]·2H2O(1)和[Cd(HMPCA)2(phen)]·2.5H2O(2),并通过元素分析、红外光谱、热重分析、X-射线衍射等对其结构进行了表征。结构分析表明,在化合物1和2中,单核镉的配合物和游离水分子通过氢键及π…π堆积作用形成了三维超分子结构,在此过程中,游离水和羧基构筑的链状水分子簇起着非常重要的作用。此外,我们还研究了化合物1和2的热重和荧光性质。