磁性硅铁载铜吸附Hg0动力学机制及密度泛函研究

采用粉末冶金法将纳米单质铜(Cu⁰)、硅铁(FeSi)、四氧化三铁硅涂层(Fe₃O₄@SiO₂)混合煅烧并制备出新型磁性硅铁载铜吸附剂MagFeSi-Cu⁰。实验研究不同烟气温度下MagFeSi-Cu⁰的汞吸附能力基础上,结合颗粒内扩散模型、准二阶动力学模型、Elovich模型及Bangham模型分析了MagFeSi-Cu⁰吸附Hg⁰过程的主要控制步骤。在此基础上,依据密度泛函理论(DFT)研究了不同反应温度下FeSi表面Cu⁰原子与Hg⁰原子的汞齐作用机制。研究结果表明,Bangham模型的拟合值与MagFeSi-Cu⁰汞吸附实验值拟合度最高,MagFeSi-Cu⁰表面痕量Hg⁰吸附由汞的外扩散和表面铜汞齐吸附共同控制;通过密度泛函计算,发现Cu⁰颗粒表面Cu-Hg齐吸附能为-0.534 eV,当烟气温度从80℃上升至200℃时,Hg⁰原子与单质Cu原子的吸附自由能从-22.47 kJ/mol下降至-13.96 kJ/mol,这些结果为深入了解Hg⁰在Cu(111)表面的反应机理提供了理论基础。     

基于DFT方法研究钩藤碱和异钩藤碱的降压活性

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,以6-311++G~(**)为基组对钩藤碱和异钩藤碱分子进行量子化学计算,从分子的几何构型、NBO电荷、前线分子轨道及轨道能级等方面分析钩藤碱和异钩藤碱的降压活性与分子结构之间的关系。前线分子轨道对其降压活性影响显著,ΔE_((LUMO-HOMO))越小,化合物的降压活性越强。由ΔE_((LUMO-HOMO))可以预测,异钩藤碱的降压活性优于钩藤碱,理论计算与实验结果一致。     

神经网络全局势函数在多相催化中的应用

当今的多相催化研究需要新的技术和方法从原子尺度上表征活性中心结构和反应中间体。本文作者课题组近期开发了理论模拟新技术来探索催化剂活性位点结构，即基于神经网络势函数的大规模原子模拟（LASP）软件中实现的全局神经网络势函数计算方法。本文介绍了该方法可以显著降低催化体系的计算代价，而维持与密度泛函理论同一级别的计算精度，从而解决多相催化中的许多复杂问题。本文对神经网络势函数方法的实现细节和目前已实现的应用场景进行了详细介绍。神经网络势函数可以用来预测材料晶体结构，理解高压氢化条件下TiO₂表面的结构演化和确定三元氧化物ZnCrO晶相中合成气制甲醇活性位点。最后文章分析了神经网络势函数的局限性和今后可能的三个研究方向，即材料性质预测、多元素体系神经网络势函数构造和化学反应拟合。     

具有时滞与Beddington-DeAngelis发生率的多易感种群的传染病模型研究

主要研究一类具有时滞与Beddington-DeAngelis发生率的多易感群体的传染病模型,得到基本再生数■.通过构造Lyapunov泛函和LaSalle不变原理对系统的稳定性进行了研究,得到了平衡点的全局渐近稳定条件.进行系统的数值仿真分析对结果验证.     

两串联排队系统逗留时间的泛函重对数律

本文考虑了两服务台串联排队系统,证明了重话务条件下逗留时间的泛函重对数率。逗留时间指的是一个顾客从到达系统到离开系统的时间,泛函重对数率基于更新过程的强逼近。     

含芳香氨基酸三肽及其衍生物自由基离子的形成和解离机理研究

铜-配体(L)-三肽组成的三元复合物［Cu(L)M］²⁺，其中，L表示4′-氯-2,2′:6′,2″-三联吡啶(缩写为4Cl-tpy)；M表示酪氨酰-甘氨酰-色氨酸(YGW)及其修饰型三肽(CH₃CO-YGW-OCH₃，缩写 Ac-YGW-OMe)。使用该复合物，通过碰撞诱导解离 (collision-induced dissociation, CID)产生两种自由基离子 (［YGW］^·+和［Ac-YGW-OMe］^·+)。采用串联质谱结合密度泛函理论 (density functional theory, DFT)得到气相稳定结构，并研究其气相解离行为。研究结果表明，［YGW］^·+和［Ac-YGW-OMe］^·+的气相解离行为截然不同，［YGW］^·+主要产生［M-CO₂-116］⁺和［M-CO₂］^·+碎片离子；而［Ac-YGW-OMe］^·+在气相中主要产生［M-CH₃OH］^·+碎片离子。推测这两种离子的气相裂解机理分别为：［YGW］^·+羧基上的质子重排到多肽骨架中羰基氧上，经历 C_α-C键的断裂产生［M-CO₂］^·+、断裂色氨酸侧链 C_β-C_γ键产生［M-CO₂-116］⁺离子；［Ac-YGW-OMe］^·+则先经历质子重排到酯基氧上，然后经过C-O酯键的断裂形成［M-CH₃OH］^·+离子。参与重排的质子可能有3个来源：Ac-YGW-OMe中甘氨酸的C_α-H、色氨酸的C_α-H 或C_β-H，该机理有待进一步验证。本研究将为其他类型多肽及衍生物的结构及气相反应机理研究提供参考。     

甲烷在钯基催化剂上脱氢的分子模拟

为探明甲烷在钯基二聚体催化剂上脱氢反应过程的微观机理,对甲烷燃烧催化剂的设计与使用提供指导。在M06L/6-311++G(d,p)+SDD//M06L/6-311G(d,p)+LANL2DZ基组水平上,采用密度泛函理论(DFT)对甲烷在钯基二聚体催化剂(Pd_2、PdPt和PdNi)上的脱氢过程进行了研究。对比了甲烷在催化剂Pd_2、PdPt和PdNi上反应的能垒(E_b)、活化能(E_a)及反应速率常数(k),结果表明:CH_2→CH是甲烷在二聚体Pd_2反应的速率控制步骤(RDS),而CH_3→CH_2是催化剂PdPt和PdNi反应的RDS;钯基二聚体催化剂对甲烷脱氢的催化活性顺序为PdPtPd_2PdNi;抗积炭性能顺序为PdNiPd_2PdPt。PdPt适用于要求催化效率较高的项目,而抗积炭性能较好的PdNi催化剂可用于大型工业催化。     

有机共晶中分子带电荷性质的理论研究

本研究选取2种典型的有机共晶体系芘-八氟萘晶体和芘-1,2,4,5-四氰基苯晶体,采用密度泛函理论方法研究其分子带电荷性质,同时系统考察分子堆积对其电荷的影响规律。计算表明有机共晶中分子堆积结构能显著影响分子间的电荷转移,且采用最稳定的两体分子可以近似描述有机共晶中的电荷转移性质。     

大碳笼内嵌钆氧化物团簇金属富勒烯Gd_2O@C_(88):实验和理论研究

利用改进的电弧放电技术合成及多步高效液相色谱(HPLC)分离方法,得到了大碳笼含钆氧化物团簇的金属富勒烯Gd_2O@C_(88).激光解吸电离碰撞诱导解离质谱/质谱的研究结果表明,氧化钆团簇位于碳笼内部.密度泛函理论计算结果表明,金属富勒烯结构为Gd_2O@D_2(35)-C_(88).内嵌团簇向碳笼转移4个电子,价态+4,碳笼-4价,金属富勒烯的电子结构表示为[Gd_2O]~(4+)@[D_2(35)-C_(88)]~(4-).