《化学反应工程》课程网站建设的探索与实践

探讨了化学反应工程课程网站的构建及其应用等问题,旨在充分发挥课程网站在教学中的优势,实现课堂教学与课程网站的优势互补,培养学生的自主学习能力,提高教学效果。     

用密度泛函理论研究三价铁掺杂锐钛矿二氧化钛

采用密度泛函理论(DFT)的全势PLAPW方法,通过构造超晶胞模型,按GGA-PW91水平计算,研究Fe(Ⅲ)掺杂锐钛矿TiO_2的电子态密度、化学键性质。结果表明,Fe(Ⅲ)掺杂TiO_2后,Ti-O键长及重叠布居数发生了变化；在费米能级附近,Fe (Ⅲ)周围的O2p轨道发生分裂,并与Fe(Ⅲ)的3d轨道有较明显的重叠,导致Fe(Ⅲ)/TiO_2晶体禁带变窄。     

基于三环非经典噻吩的低能带隙低聚物的分子设计及DFT研究

以[1,2,5]噻重氮并[3,4-b]噻吩并[3,4-e]吡嗪(TTP)为受体,以噻吩并[3,2-b]噻吩(TT)、噻吩(Th)、吡咯(Py)和呋喃(Fu)为供体,设计了四类供体-受体型共轭低聚物。采用杂化的密度泛函方法(B3L,YP),研究了六类低聚物的电子结构和性质。AIM分析显示,随着聚合度增加,体系共轭程度增强。随着聚合度增加,低聚物的HOMO-LUMO能级差逐渐减小,电离能降低,电子亲和势增大。Py不但是一个强的电子供体,也是一个潜在的氢键供体。在含Py结构单元的低聚物中,由于分子内氢键的存在使这类低聚物具有较大的分子内电荷迁移值。所设计的4种基于TTP的四聚体均具有较小的HOMO-LUMO能级差(<0.5 eV),因此其相应的聚合物的能隙会更小,可能是潜在的导电聚合物材料。     

二环非经典噻吩电子结构和性质的DFT理论研究

采用杂化的DFT理论,研究7种二环非经典噻吩电子密度拓朴结构、芳香性以及HOMO-LUMO能级差(△EL-H)、电子亲和势(EA)和电离能(IP)等电子性质.7种化合物都为平面构型,分子体系中所有化学键都具有π键特征,环平面上有较强的共轭作用,具有比单环化合物小得多的HOMO-LUMO能级差.7种化合物中,TT、BT和TPZ的EA相对较大,有较强的束缚电子的能力.TTh、TF、TP和BTh的EA为负值,束缚电子能力较弱,还原态不稳定,但其IP相对较小.因此,在低能隙导电聚合物的分子设计中,TT、BT和TPZ可作为电子受体,而TTh、TF、TP和BTh可作为电子供体.     

典型三环杂环化合物电子结构和性质的DFT研究

采用杂化的DFT理论,研究了6种典型三环稠杂环化合物的几何结构、电子密度拓朴结构、NICS以及HOMO-LUMO能级差、电子亲和势和电离能等性质。研究表明,6种三环化合物均为平面结构,分子体系中所有化学键都具有π键特征,环平面上存在较强的共轭作用。这6种化合物具有较小的HOMO-LUMO能级分离值(2.22 eV～3.71 eV),较大的电子亲和势和较大的电离能。因此,在导电聚合物分子设计中,三环杂环化合物可作为良好的电子受体引入共轭聚合物分子。三环杂环化合物结构单元的引入将有利于加强体系π电子的离域,降低聚合物的能隙和增加聚合物体系还原掺杂态的稳定性。     

UNIFAC-SRK模型应用范围的进一步拓展

根据HV混合规则，利用UNIFAC模型、SRK状态方程及相关热力学函数，推导出UNIFAC-SRK模型的逸度系数方程。根据Nelder-Meand法，采用FORTRAN编程，估算出了18对新的基团交互作用参数，扩大了该模型的应用范围。根据估算出的基团参数对35个二元汽液平衡体系的泡点压力和汽相组成进行了预测，预测值和实验值吻合良好。     

重金属在消落带土壤-水体系中的迁移研究

以三峡库区消落带土壤和江水构成的有机体系为对象,通过动态模拟实验,研究了Pb、Zn、Cu、Cr在土壤江水体系中的迁移情况。研究表明,长江水体一旦受Pb、Zn、Cu、Cr的污染,消落带土壤中的Pb、Zn、Cu质量比将显著升高,Zn会迁移至各层(0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm)土壤中,Pb和Cu主要滞留在土壤表层,而土壤中的Cr的质量比降低;并且土样中Pb、Cr、Cu和Zn的质量比均会随江水中的重金属浓度的升高而增加。