La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ系列催化剂结构与氨氧化活性的关系

本文报道了La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ(0≤x≤1)系列复合氧化物的固体结构性质和用于氨的氧化制硝酸的催化性能。La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ的晶胞体积V随x的增大而逐渐减小;c轴在x≤0.5前逐渐增大,在x≥0.5后逐渐减小。α轴在x≤0.5前逐渐减小,在x≥0.5后基本保持恒定。在x≤0.5前,La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ中存在氧过剩,在x≥0.5后存在氧缺陷。TPD表明,α氧(吸附在氧缺陷上的氧)在x=0.6时出现极大,β氧(晶格氧)随x增大而逐渐增大。La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ的氧化还原能力,Ni^3^+的量,氨氧化的NO选择性都随x增大而增加。由此得出,Ni^3^+是催化剂的活性离子,β氧是氨的氧化的活性氧种,在La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ上的氨的氧化遵循氧化还原(Redox)机理。     

乙酰胆碱水解反应的从头算研究

本文对乙酰胆碱水解反应历程进行了从头算分子轨道研究。首先, 我们在RHF/6-31G级别上研究了乙酰胆碱的水解反应的势能面, 找到了反应过程中的两个过渡态和连接这两个过渡态的中间体。然后进行了RHF/6-31G**级别上的单点能量计算。优化结果表明在两个过渡态中都包含有四元环状结构, 而且, 两个过渡态的四元环中存在着不同的分子内氢键。计算结果还表明,乙酰胆碱最终分解成胆碱和乙酸盐部分时, 酯键的断裂发生在羰基碳和酯基氧之间。最后, 进一步考虑溶剂化效应, 我们还运用量子Onsager模型, 在RHF/6-31G**级别上对整个水解反应的反应物、产物、中间体和过渡态分别进行了从头算自洽反应场能量计算, 求出了包含溶剂化效应在内的反应的能垒及总反应热。     

螺旋对称(n1)构型高分子的LCAO/TO-LCTO/HO-LCHO/PO处理 I. 21 螺旋对称高分子能带的计算

螺旋高分子不同具有平移对称性, 而且有转动称性. 我们用一种新的线性组合方法LCAO/TO-LCTO/HO-LCHO/PO(T---translation-periodic, H---helix-periodic)推导了螺旋对称高分子的久期方程, 使它的的建立和求解都大大为简化, 并使其阶数从nxP(n为螺旋轴的重数,也表示平移单元中包含的螺旋单元数; P为每个螺旋单元中的原子轨道数)降为P阶. 本文还制定了直接解复广义本征值问题的EHMO 计算方案. 以聚乙烯和聚乙炔为例做了电子能带结构的计算.     

应用荧光偏振技术研究双官能团分子的分子内能量迁移

分子间或分子内的电子激发态能量转移是重要的初级光化学过程之一。本工作利用荧光偏振技术研究了双-β-萘甲酸多次甲基二醇酯(B_n,n=2,3,4,5,10)在玻璃态异戊烷(77K)和聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的分子内能量迁移,发现能量迁移效率随多次甲基链长度的增加依次降低;测定了β-萘甲酸酯发色团能量迁移的临界距离约为30(?);讨论了分子内和分子间能量迁移对荧光去偏振的影响。B_n的分子结构式为:     

化学反应过渡态熵的计算和应用

熵是化合物的重要热力学函数之一,最近有人对此作了改进性计算。计算依据主要取自热力学、光谱学实验数据(如比热、振动频率和转动光谱常数)。对于一些不稳定的反应中间体,尤其是过渡态,上述实验几乎无法进行,熵的实验数据很难获得。Benson等人曾提出过渡态熵的估计方法,但不是纯理论性的。我们利用量子化学对反应体系势能面的研究成果,获得过渡态的谐振动频率、鞍点几何构型,从理论上探讨了过渡态熵的计算。据统计力学,过渡态熵可表示为:     

氟原子与乙腈、丙腈反应化学发光研究

我们研究了CF~4/Ar混合气体微波放电产生的基态F(^2P)原子与CH~3CN,CH~3CH~2CN发生的反应,观测了不同压力下两个反应的可见区(400～900nm)化学发光.获得了产物碎片HF≠(X),CN^*(A),CH^*9(A,B)的发射光谱.并计算了CN(A→X)跃迁的Franck-condon因子以及CN(A) 态的振动布居.机理分析认为CN^*(A)是由次级反应产生的激发态分子(如CH~2CNF^*)离解而形成.     

2, 5-二间氮杂氧茚氢醌激发态质子转移反应机理的研究

用AM1+INDO/SDCI方法对2, 5-二间氮杂氧茚氢醌分子内激发态质子转移反应进行了理论研究, 求得了基态和激发态反应的位能面、势垒、过渡态, 并对有关化合物的光谱进行了理论指认, 所有理论计算结果均与实验结果符合较好。在此基础上对反应机理进行了探讨, 认为有利的是单质子转移反应不是双质子转移反应。     

CH3NO2+X(X=H,OH, CH3, CH2[^3B1], O[^3P])→CH2NO2+XH吸氢反应过渡态 结 构和反应位垒的DFT计算研究

采用DFT(B3LYP)方法,分别在6-311g(d,p),6-311++g(d,p)和自洽相关基组cc-pVIZ水平上优化了基态硝基甲烷和自由基H,OH,CH3,CH2[^3B1]以及O[^3P]等发生吸氢反应时的过渡态结构,并计算了反应的位垒。研究表明,对同一反应,不同基组下优化得到的过渡态几何结构基本一致;反应位垒数值的大小也基本接近,经校正,硝基甲烷同自由基反应位垒的理论计算值同实验结果基本吻合。     

超临界甲烷在氯化锆层柱纳米材料中吸附的分子模拟

用巨正则MonteCarlo(GCMC)方法模拟了甲烷在氯化锆层柱材料中的吸附。模拟中,氯化锆层柱材料模型化为柱子均匀分布在层板间的层柱孔,非极性分子甲烷采用Lennard-Jones分子模型,层板墙采用Steele的10-4-3模型,流体分子与柱子的相互作用采用点-点(sitetosite)的方法计算。在高度理想化模型的基础上,引入交互作用参数kfw,建立了有效势能模型。通过实验数据确定交互作用参数kfw,从而使该模型能有效地表征流体与层板墙的相互作用。根据77K温度下氮气的实验吸附数据,确定了流体和层板墙间的交互相作用参数。然后用这个有效的参数kfw=0.65模拟了三个超临界温度下氯化锆层柱材料中甲烷的吸附情形,得到了它位的吸附等温线,局部密度分布以有流体分子在层柱微孔中的瞬时构象,并分析了温度对材料吸附性能的影响。结果表明GCMC方法是预测材料吸附性能的一种强有力的工具。     

CH(^4∑^-)+H2O→CH2(^3B1)+OH的直接动态学研究

用从头算方法计算了反应CH(^4∑^-)+H2O→CH2(^3B1)+OH的反应途径。在此基础上, 计算沿反应途径的动态学性质和正则变分过渡态理论的速率常数, 并进行隧道效应校正。结果表明, 电子相关能对反应活化位垒影响较大; 反应存在返回效应和隧道效应, 用正则变分过渡态方法和小曲率近似的隧道校正是有效的。