密度泛函方法研究甲烷与碳材料之间的相互作用

基于密度泛函方法,研究了甲烷在两种碳材料模型（Armchair 和Tip）表面的物理吸附和化学解离过程。物理吸附过程考察了甲烷在两种模型上7种活性位的吸附能与结构参数,结果表明,甲烷在碳材料表面倾向于吸附在具有苯环结构的碳原子顶位;化学解离过程考察了甲烷在两种构型的活性位上的化学解离过程,结果表明,甲烷C-H键在Tip模型上比在Armchair模型更容易解离,解离路径倾向于沿着T2-T6-T5路径。     

功能化硅胶负载钯的制备以及在Heck反应中的应用

硅胶表面存在大量的硅羟基官能团(Si-OH),通过对其表面进行有机或无机改性,再固载金属Pd配合物,可合成一种应用于Heck催化领域的新型催化剂。文章通过对二氧化硅表面进行氨基化改性后负载钯,并进一步使用等离子特殊场处理,制备出了两种二氧化硅负载钯催化剂。催化剂应用于Heck反应中,考察了这两种催化剂的催化性能和稳定性。     

色散校正方法在π-π作用体系中的应用研究

文章以苯环在萘表面的吸附模型作为研究对象,对比了传统密度泛函方法和色散校正密度泛函方法计算π-π叠合能的差异。结果表明,传统的密度泛函方法无法估计弱的相互作用力。使用色散校正后,可有效提高计算结果的精确度。其中,GGA/PBE-Grimme和GGA/PBE-TS方法计算得出的结果更接近文献中使用MP2方法计算的值。     

储层温度下甲烷的吸附特征

通过对煤样处理,用低温氮气吸附法对其进行表征,采用自行研制的吸附装置,在不同温度（25,40,55 ℃）、不同压力(0~3.5 MPa)下进行甲烷吸附实验,以研究储层温度下甲烷在不同孔结构煤样上的吸附特征。采用Langmuir方程对数据拟合,得出孔结构的变化对甲烷吸附起着重要作用。处理后煤样的比表面积、孔容和微孔含量增加,导致煤样甲烷吸附量变大;随着吸附温度的升高,甲烷吸附量变小,压力越大这种变化趋势越明显;Langmuir饱和吸附量随温度的增大而减小。选用Polanyi吸附势理论拟合数据,结果表明：对于同一吸附体系,吸附特性曲线是惟一的,与吸附温度无关。处理后煤样的吸附势和吸附量增加,由此可见孔结构是吸附性能变化的重要影响因素。     

密度泛函方法探究羧基化碳纳米管在溶液中的结构特性

由于碳纳米管特殊的电子结构及具有高热稳定性,是作为纳米载体的优秀材料。对其表面氧化改性,可以有效提高碳纳米管在溶液中的分散性和水溶性。然而,由于羧基化碳纳米管通常应用于溶液介质中,很难预测在液相中的结构。本研究使用密度泛函方法,Conductor-like Screening Modal(COSMO)模型,探讨了羧基化碳纳米管在一系列溶剂中的结构及性能。     

色散矫正密度泛函方法研究CO2在非均质碳基材料表面吸附行为

采用色散矫正密度泛函方法模拟了CO2分子在具有含氧官能团表面的活性炭表面的吸附行为。考察了CO2分子在简化活性炭表面的三个吸附位点以及两种CO2的吸附构型。构建并优化了含氧官能团覆盖的活性炭构型,包括羰基化的活性炭结构以及羟基化的活性炭结构。考察并对比了CO2在三种活性炭表面的最稳定吸附构型及吸附能。研究表明CO2与羟基化的活性炭表面的相互作用能更高,而羰基化的活性炭则不利于CO2的吸附。进一步的研究表明羟基中的氢原子倾向于与CO2形成氢键,因此可提高CO2在活性炭表面的吸附能力。