氢分子吸附碳纳米管场发射性质的密度泛函理论研究

使用第一原理密度泛函理论方法,对吸附氢分子的开口(5,5)单壁碳纳米管在有电场和无电场情况下的性质进行研究。研究结果表明在有电场发射条件下,吸附氢分子后的结构更加稳定。氢分子吸附后,费米能级处的局域态密度增加。     

密度泛函理论研究煤中有机氮的热解机理

对煤中吡啶型氮和吡咯型氮进行了合理的简化,并运用B3LYP/6-311 G**密度泛函理论(DFT)方法对其热解反应进行了计算研究,优化了反应所涉及的反应物、过渡态和中间体的几何构型.以键的Mulliken 重叠布居数为判据,研究了它们的热解过程.结果表明,煤中吡啶型氮和吡咯型氮的CN键强度较弱,热解时优先发生断裂,是热解的引发键.对反应活化能的计算表明,吡啶型氮的稳定性高于吡咯型氮.该文计算结果均与煤裂解的实验结果相吻合.     

Cu-ZSM-5分子筛吸附NOx的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)方法对Cu+在ZSM—5分子筛孔道内的位置进行了系统地研究,并在此基础上对NOx(NO,N2O,NO2)分子在Cu—ZSM—5不同孔道内的吸附进行了考察。采用包含完整直孔道、正弦孔道以及两孔道交叉处的22T模型,确定了Cu+在ZSM—5分子筛内的三种可能位置:直孔道内、孔道交叉处和正弦孔道内。研究结果表明,Cu+与2—3个骨架氧原子形成配位键负载于ZSM—5分子筛内;三种结构模型中,Cu+在孔道交叉处的构型最稳定。对Cu—ZSM—5吸附NOx的研究表明,NOx与分子筛均可通过形成Cu—N键而发生较强的相互作用,从而不同程度地削弱了NOx分子中的N—O键,使N—O键长增长。在Cu—ZSM—5的三种结构模型上,NO,N2O,NO2分子的吸附情况有所不同,其中NO,NO2在Cu+位于直孔道的模型上的吸附均引起铜向孔道交叉处迁移,形成的吸附复合物与Cu+位于孔道交叉处的吸附复合物几乎收敛于同一构型。表明由于孔道交叉处空间较大,使NO,NO2更容易达到稳定的平衡状态。吸附复合物总能量数据表明进一步的反应很有可能发生在Cu—ZSM—5分子筛的孔道交叉处。     

帕拉米韦分子的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上对抗流感药物帕拉米韦进行了计算研究.优化得到了帕拉米韦分子的稳定几何构型,计算了分子的键长、键角、二面角等参数,并对其进行了自然电荷分析和前线轨道分析.以H2O为溶剂研究了溶剂效应对帕拉米韦分子空间结构的影响.理论模拟了帕拉米韦分子在气相和水溶液中的红外光谱,为进一步实验工作提供了理论信息.     

芦竹碱分子的密度泛函理论研究

用密度泛函理论,在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上优化了芦竹碱分子的结构,给出了分子的键长、键角、二面角等参数,并对其进行了前线轨道分析和自然电荷分析,揭示了前线轨道、电荷分布与反应活性之间的关系.     

苯分子振动光谱的密度泛函理论研究

用5种常用密度泛函数理论法,MP2和HF两种方法计算苯分子的谐振频率,同实验结果进行了比较。HF、MP2两种方法的结果同实验数值相差很大,在5种DFT法中,BLYP得到结果最好,再现了实验观测的频率,在确定可测光谱的研究上,表明了BLYP计算是一个很有前途的方法。     

15种苯并咪唑类药物的密度泛函理论和含时密度泛函理论研究

通过采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)计算15种苯并咪唑类药物分子的量子化学性质。在DFT、TDDFT及B3LYP/6-31+G*组合条件下优化几何结构,确定其药物分子的最高占有轨道、最低未占据轨道、电子亲和性、电子亲电性和电负性等,探究各种因素对分子得失电子能力的影响,从而为今后苯并咪唑类药物结构性能和活性实验提供一定的理论依据。     

银溶胶中水杨酸吸附行为的实验和密度泛函理论研究

从实验上获得了水杨酸(salicylic acid,SA)的常规拉曼散射(Normal Raman Scattering,NRS)光谱以及其吸附在Ag纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)光谱.应用密度泛函理论(Density functional theory,DFT)在B3LYP/6-31+G**(C、H、O)和LANL2DZ(Ag)基组水平上对SA分子进行了结构优化,并计算了SA分子的NRS光谱以及其吸附在Ag纳米颗粒上两种不同构型体系的SERS光谱.通过理论结果与实验值对比,发现SA分子通过羧基吸附构型比羧基与羟基共同吸附构型的计算结果与实验值符合得更好.最后,利用Gauss View可视化软件对其振动模式进行了详细指认.经分析得出:在银溶胶中,SA分子是通过羧基倾斜地吸附在银纳米颗粒表面的.     

Nb(100)表面吸附和解离氮气的密度泛函理论计算

【目的】研究多个氮气分子吸附于Nb(100)表面的问题.【方法】采用基于密度泛函理论的总能计算方法研究Nb(100)表面吸附多个氮气分子。【结果】得到0.25,0.50,0.75覆盖度(ML)下氮气分子吸附Nb(100)表面的结构,能量,振动频率以及表面功函数等性质,并进一步讨论了氮气分子在Nb(100)表面吸附与分解的物理机制。【结论】吸附在Nb(100)表面的氮气分子容易发生解离,部分氮气分子以分子态的形式吸附,而部分氮气分子则分解成原子吸附于铌表面。     

三聚氰胺的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上对三聚氰胺进行了研究。计算得到了分子的稳定构型,并对其进行了频率分析。然后利用Gaussview图形软件将频率分析数据转换为红外光谱。对红外光谱分析后发现,在400 cm-1～0 cm-1区域内分子的振动类型主要以分子内基团的整体摆动和胺基中C—H键的面外弯曲振动为主。在红外光谱的指纹区(1 333 cm-1～400 cm-1)谱线强度较弱,分子振动模式主要以弯曲振动为主,且存在七种分子的振动模式不具有红外活性。在光谱的特征谱带区(4 000 cm-1～1 333 cm-1),分子振动模式共有两种,即不对称伸缩振动和剪式振动。此外,整个红外光谱中振动峰的实际数目远小于简正振动的数目。     

Density functional theory study on the insertion reaction mechanism of dibromocarbene with formaldehyde

The insertion reaction mechanism of CBr2 with CH3CH2O has been studied by using the B3LYP/6-311G(d) and CCSD(T)/6-311G(d) at single point. The geometries of reactions,transition state and products were completely optimized. All the transition state is verified by the vibrational analysis and the internal re-action coordinate (IRC) calculations. The results show that reaction (1) is the dominant reaction path,which proceeds via two steps: i) two reactants form an intermediate (IM1),which is an exothermal re-action of 8.62 kJ·mol?1 without energy barrier; ii) P1 is obtained via the TS1 and the H-shift,in which the energy barrier is 44.53 kJ·mol?1. The statistical thermodynamics and Eyring transition state theory with Wigner correction are used to study the thermodynamic and kinetic characters of this reaction in temperature range from 100 to 2200 K. The results show that the appropriate reaction temperature ranges from 200 to 1900 K at 1.0 atm,in which the reaction has a bigger spontaneity capability,equi-librium constant (K) and higher rate constant (k).     

金属有机骨架材料上气体吸附存储与分离的研究进展

对金属有机骨架(MOFs)材料的结构及合成方法做了简要概述;结合国内外研究现状详细介绍了MOFs材料在吸附存储与分离领域的研究进展,并对MOFs材料在该领域的应用进行了展望.     

Modification of free-energy density functional theory approach for prediction of high-pressure mixture adsorption

A modified non-local free energy density functional theory （NDFT） model, with the consideration of the nonadditivity term of solid-fluid and fluid-fluid interactions and finite pore wall thickness （≈2 layers）, was developed to model the confined fluid mixtures in slit pore. This improved NDFT approach, combining with the pore size distribution （PSD） analysis of adsorbent material can be applied to predicting the adsorption equilibria of high-pressure gas mixtures on activated carbon. Compared with the conventional NDFT method, this new approach partly improves the correlation performance of adsorption equilibrium for pure species and increases the reliability of the PSD analysis. For the mixtures, CH4/N2 and CO2/N2, a relatively improved performance has been observed for the adsorption equilibrium prediction of the mixtures under high-pressure conditions, especially for the weakly adsorbed species.     

苯乙烯的密度泛函研究

以苯乙烯为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法及不同基组,进行了分子结构优化.在此基础上,对其分子轨道、能级、最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)、红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行了模拟计算.根据能级和分子轨道计算结果,主要讨论了苯乙烯的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的特点;将红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)计算结果与实测值进行了对比,并对谱图数据进行了简要分析及讨论.     

诺氟沙星的密度泛函研究

以诺氟沙星为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(d,p)方法,进行分子结构全优化,并对红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、前线轨道(最高占据轨道HOMO、最低空轨道LUMO)、净电荷分布进行了量子力学计算.根据红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)的计算结果,对振动模式进行了指认;根据前线轨道(HOMO、LUMO)、净电荷分布的计算结果,讨论了诺氟沙星的HOMO、LUMO和分子表面电势的特点.采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(2d,p)方法,进行分子结构全优化,使用GIAO方法计算得到核磁共振谱(NMR),并对谱图数据进行了分析讨论.     

硬壁狭缝中硬球流体的密度泛函理论研究

用Rosenfeld密度泛函理论对由两平行硬墙约束的硬球流体系统进行了研究，计算了不同墙距离之间硬球流体的密度分布。结果表明，靠近狭缝，硬球流体的密度最大；在距硬壁一个分子直径附近也出现一个密度极大值；在两硬壁的中间位置，流体的密度较小且变化平缓。虽然该研究采用的模型及研究对象与前人有所不同，但计算结果与文献中的蒙特卡罗模拟结果基本一致。     

硬壁狭缝中硬球流体的密度泛函理论研究

用Rosenfeld密度泛函理论对由两平行硬墙约束的硬球流体系统进行了研究,计算了不同墙距离之间硬球流体的密度分布。结果表明,靠近狭缝,硬球流体的密度最大;在距硬壁一个分子直径附近也出现一个密度极大值;在两硬壁的中间位置,流体的密度较小且变化平缓。虽然该研究采用的模型及研究对象与前人有所不同,但计算结果与文献中的蒙特卡罗模拟结果基本一致。     

C3H7/NH2/Fe+体系反应活性的密度泛函研究

采用B3LYP密度泛函理论对C3H7/NH2／Fe^＋体系生成乙烯和丙烯的反应路径进行了研究。在B3LYP／6-31＋G＊＊水平上，优化了4重态势能面上的极小值和过渡态的几何构型，计算了它们的能量和频率等参数，得到了该反应的势能面以及反应基元过程的详细信息。     

头孢氨苄的密度泛函研究

以头孢氨苄为研究对象,采用密度泛函理论的b3lyp/6-311g(d,p)方法,进行分子结构全优化.并对其分子轨道、能级、最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)、红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行了量子力学计算.根据能级和前线分子轨道的计算结果,讨论了头孢氨苄的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的特点;根据红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)的计算结果,对谱图数据进行了简要分析及讨论.     

HCOOH在电极Pd(110)表面电吸附的密度泛函研究

采用密度泛函理论和周期平板模型相结合方法,对HCOOH分子在Pd(110)表面bridge,bidentate和unidentate三种形态吸附位进行吸附结构、Mulliken布居和振动频率等性质的计算;计算结果表明HCOOH在金属态表面bidentate为最稳定的吸附位,电极表面unidentate为最稳吸附位;HCOOH在电极表面的吸附远大于金属态表面的吸附能,表明电化学反应比普通化学反应容易进行.电极表面吸附的结构和频率分析显示,吸附过程中O—H、C—H键均伸长,v(O—H)键和v(C—H)振动频率均发生明显红移,表明H原子在吸附过程中容易断裂,脱离HCOOH分子.Mulliken电荷布居分析表明在电吸附过程中电子由HCOOH分子向Pd(110)表面进行转移,有利于电催化反应进行.