4′-对羧基苯基-2,2′:6′,2″-三联吡啶的合成、晶体结构及量化计算

以对甲酰基苯甲酸和2-乙酰基吡啶为原料采用固相研磨法合成了4′-对羧基苯基-2,2’:6’,2"-三联吡啶,并测定了它的晶体结构。该晶体属单斜晶系,空间群P2（1）/c,晶胞参数为:a=10.193（7）A,b=7.366（5）A,c=22.466（15）A,β=90.526（7）°,V=1686.6（19）A³,D_c=1.392mg/m³,Z=4,F（000）=736,GOF值1.038,最终偏离因子R₁=0.0443,wR₂=0.1139。通过量子化学计算分析了其键长、键角、电荷分布和分子轨道,通过独立核化学位移分析了各个环的芳香性,并通过有限场方法计算了其二阶非线性光学性质。     

链状4,4’-联吡啶桥联钴配位聚合物的晶体结构与量子化学计算

六水合硝酸钴与4,4’-联吡啶在乙醇与水的混合溶液中反应,合成了一维链状配位聚合物{[Co（4,4’-bipy）（NO₃）₂（H₂O）₂]·2H₂O}_n,经IR、元素分析和X-射线单晶衍射表征结构。配合物晶体属正交晶系,空间群Pccn,晶体学参数:a=1.1760（2）nm,b=1.9537（3）nm,c=0.74195（12）nm,V=1.7047（5）nm³,Z=4,Dc=1.602Mg·m^-3,μ（MoKα）=1.065 mm^-1,F（000）=844,R₁=0.0365,wR₂=0.0930。晶体结构分析表明,配合物中心Co离子为六配位畸变八面体构型,通过4,4’-联吡啶N原子桥联成一维无限链状,经分子间氢键作用进一步扩展成三维超分子。利用G03W程序在LANL2DZ基组对配合物中[Co（C₅N₁H₄）（NO₃）（H₂O）]结构单元进行理论计算研究。     

2-氨基-3H-吩噁嗪-3-酮的溶剂热法合成、晶体结构及密度泛函理论研究

采用溶剂热法合成了2-氨基-3H-吩噁嗪-3-酮,并通过红外光谱、元素分析、x射线单晶衍射进行了结构表征。结构解析表明,该晶体属于单斜晶系,P2₁/c空间群,晶胞参数为a=1.29322（10）nm,b=0.50832（4）nm,c=1.47609（11）nm,β=99.323（1）°,V=957.52（13） A³,Z=4,Dc=1.472 Mg/m³,F（000）=440,μ=0.10 mm^-1,Mr=212.20,最终偏差因子（对I>2σ（I）的衍射点）R₁[F²>2σ（F²）]=0.037,wR₂（F²）=0.097（对全部衍射点）,权重方案w^-1=1/[σ²（Fo²）+（0.0402P）²+0.2667P],P=（Fo²+2Fc²）/3。该化合物分子由3个共轭环形成几乎共平面的结构。应用密度泛函理论DFT方法,结合6-31*基组优化了几何构型,通过同一水平的振荡分析和单点能分析得出热力学参数、净电荷分布和原子轨道对分子轨道的贡献。     

化合物[Co（2,4-DAA）2（H2O）4]·（H2O）的合成、晶体结构及量子化学计算

以2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-DAA.）和1,10-邻菲哆啉为原料通过溶剂热反应合成了化学合物[Co（2,4-DAA）₂（H₂O）₄]·（H₂O）,并测定了它的晶体结构。该晶体属单斜晶系,空间群P2（1）/n,晶胞参数为:a=0.67536（16）nm,b=0.53000（12）nm,c=3.3456（8）nm,β=92.430（4）°,V=1.1964（5）nm³,D=1.685 g/cm³,Z=2,F（000）=618。最终偏离因子R₁=0.0500,wR₂=0.0842。化合物中2个2,4-二氯苯氧乙酸的2个氧原子及4个水分子与Co（Ⅱ）配位,形成了六配位的变形八面体结构。结合晶体结构数据进行了量子化学计算。     

链状铜配位聚合物的合成,晶体结构及量子化学计算(英文)

在甲醇水混合溶剂中,以α-吡啶甲酸为配体与氢氧化铜合成了标题配合物[Cu（C₆H₄NO₂）2]_n·2nH₂O。配合物(C₁₂H₁₂CuN₂O₆,分子量为343.79),晶体属三斜晶系,空间群P₁,晶胞参数:a=0.51239（9）nm,b=0.76278（13）nm,c=0.92161（16）nm,α=74.921（3）,β=84.404（3）°,γ=413（2）,V=329.62（10）nm³,Dc=1.732 cm³,Z=1,F（000）=175,μ=1.69mm^-1。最终偏离因子R₁=0.0265,wR₂=0.0711。晶体结构表明:铜原子与2个α-吡啶甲酸4个氧原子,2个氮原子配位,形成六配位的变形四面体结构。本文对该配合物进行了量子化学计算。     

双(三苯基锡)间苯二甲酸酯的合成、结构和量子化学研究

间苯二甲酸与三苯基氢氧化锡反应,合成了标题化合物,经元素分析、¹H NMR和IR表征,通过X射线衍射方法测定了化合物的晶体结构。该化合物晶体学参数:单斜晶系,空间群为P2₁/n,晶胞参数:a=1.06210（3）nm,b=2.64095（6）nm,c=1.37498（4）nm,α=90°,β=103.1210（10）°,γ=90°,V=3.75606（17）nm³,Z=4,D_c=1.526g/cm³,μ（MoKa）=1.371mm^-1,F（000）=1716,andR₁=0.0257,wR₂=0.0601;中心锡原子呈四配位畸变四面体构型。利用量子化学G98W软件,在Lan12dz基组对化合物的稳定性、前沿分子轨道组成及能量进行研究。     

试验设计优化Mn掺杂ZnO纳米催化剂的制备

按2⁵部分因子试验设计安排实验,以光催化降解甲基橙（MO）溶液脱色率DC（%）为目标值,考察掺锰量V_MnNO3、熟化温度T₁、熟化时间t₁、煅烧温度T₂和煅烧时间t₂对制备的Mn掺杂纳米ZnO光催化性能的影响,经分析确定影响产品光催化性能的主要因素为V_MnNO3、T₁和T₂。以此3因素按3²全因子试验设计进行实验并分析试验结果,获得Mn掺杂纳米ZnO光催化剂的优化制备条件为V_MnNO3=0.5mL、T₁=70℃、t₁=15min、T₂=600℃和t₂=2.5h。0.05g优化制备产品在紫外光照射下光催化降解100mL10mg/L的MO溶液30min的DC实验平均值为95.58,与Minitab软件对产品的优化预测值95.75的相对误差仅为-0.18%;在可见光下降解MO溶液120min的DC实验平均值为65.11。XRD和SEM对优化产品的表征表明,其主要由粒径分布在（20～30）nm的不规则的颗粒状纳米ZnO组成。由紫外-可见分光光度计测定并计算得出优化产品的带隙能E_g约为3.25eV,较同等条件下制得的纳米ZnO带隙能E_g（3.36eV）低0.11eV。     

第一性原理研究TiCl3在β-MgCl2（110）表面相互作用机理

TiCl₃是以MgCl₂为载体的Ziegler-Natta催化剂的活性组分,TiCl₃在载体MgCl₂表面的存在形式是复杂的。本文利用基于密度泛函理论的的量子力学从头计算方法对TiCl₃和其失去部分Cl原子后的离子[TiCl₂]⁺,[TiCl]²⁺在β-MgCl₂（110）面上的吸附作用进行了研究。通过模拟计算其吸附能,键长和电子云分布,发现TiCl₃和β-MgCl₂（110）面上作用力很弱,为范德华力,而只有TiCl₃失去部分Cl原子后带上正电荷,才能与β-MgCl₂（110）面形成强的化学键。     

中国东部沿海四省一市PM2.5浓度遥感估算方法研究

卫星遥感反演的气溶胶光学深度（AOD）产品已被广泛应用于近地面PM_2.5浓度的估算。已有研究表明通过构建AOD和PM_2.5之间的高级统计模型—线性混合效应模型（LME）可以有效获取近地面PM_2.5浓度的空间分布,但由于引入了大量的气象和土地利用等因子,使得模型对变量的解译能力有所降低。为此,基于MODIS AOD（空间分辨率：3 km）,以我国东部长江三角洲—福建—广东（YRD-FJ-GD）为研究区,构建了两种非参数机器学习模型,即支持向量机（SVM）和随机森林（RF）模型,来估算2018年YRD-FJ-GD地区的近地面PM_2.5浓度,并将其与线性混合效应模型（LME）的估算结果进行对比。研究发现,3种模型估算的PM_2.5浓度与地面实测值之间的R²均高于0.6,其中,RF模型的估算精度最优,模型拟合的R²高达0.91,比SVM模型（R²=0.79）和LME模型（R²=0.64）的估算结果分别提高了13%和30%;且RMSE（~9.07 μg/m³）也远低于LME（~19.09 μg/m³）和SVM模型（~17.29 μg/m³）。此外,由随机森林（RF）模型估算的2018年YRD-FJ-GD地区的PM_2.5空间分布显示,长江三角洲（YRD）地区的年均PM_2.5浓度最高（>46 μg/m³）,其次为广东省（GD）,福建地区（FJ）的年均PM_2.5浓度最低（<37 μg/m³）;4个季节的平均PM_2.5浓度则呈现冬季（46.32 μg/m³）>春季（38.80 μg/m³）>秋季（36.15 μg/m³）>夏季（30.16 μg/m³）的分布格局。研究结果表明：与高级统计模型（LME）和机器学习（SVM）相比,随机森林（RF）模型能更好地应用于YRD-FJ-GD地区的PM_2.5浓度估算。     

新型高能量密度化合物NAPTDO性能的理论研究

新设计一种高能量密度化合物3-硝基氧化偶氮基-4-硝氨基吡嗪并-4’,6’-二氧化-1’,2’,3’,4’-四嗪（简称NAPTDO）。采用B3LYP法,在6-31G**基组水平上对其结构进行了优化,计算了其性能,得其稳定的几何构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱,采用Monte-Carlo法计算了密度,利用Polizer等推导的固相生成焓预估公式估算了生成焓,使用Kamlet-Jacobs公式和VLW方程预估了爆轰性能。结果表明:NAPTDO由四嗪环并吡嗪环构成,2个环几乎在同一个平面内,形成离域大π键,硝基氧化偶氮基与吡嗪环呈一定夹角,且硝基不稳定,易脱落;NAPTDO预估性能与HMX和CL-20相比较,其密度(2.002g·cm^-3)、爆速(9569 m·s^-1)和爆压（50.18 GPa）均高于HMX,略高（或基本相当）于CL-20。