催化还原脱硝的密度泛函理论研究进展

随着工业化进程的加快,NOx的排放量不断增加,对环境和人体健康造成了严重影响。脱除NOx的方法较多,目前工业上常用的催化还原脱硝（SCR）的脱除方法。随着理论化学的不断完善及计算水平的不断提高,利用密度泛函理论研究催化脱硝过程已经成为认识SCR催化过程机理的重要手段。本文综述了运用密度泛函理论进行SCR研究的进展。     

TADFIW水解反应机理的密度泛函理论

应用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31G(d,p)水平下对四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷(TADFIW)甲酰基的水解反应机理进行了研究.结果表明,TADFIW上的甲酰基水解时,甲酰基被质子化,碳氧双键中的氧原子带有负电荷0.619 e,碳原子带有正电荷0.471 e,亲核试剂水分子进攻质子化甲酰基的碳原子,同...     

单空缺石墨烯负载的Pd单原子催化剂上NO还原的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）方法对单空缺石墨烯负载的Pd单原子（Pd/SVG）催化剂上H₂还原NO的反应进行了研究,探究了Pd/SVG上NO还原生成N₂和NH₃的路径。在Pd/SVG上NO容易加氢形成HNO,需要的活化能为67.0 kJ·mol^-1,显示了极高的催化活性。N₂生成的有利路径为NO活化生成HNO后,HNO继续加氢生成中间体NH₂O和NH₂OH,然后NH₂OH解离生成NH₂和OH,生成的NH₂中间体结合NO形成NH₂NO,然后NH₂NO异构化形成的NHNOH再经解离生成N₂与H₂O,这个过程中的决速步骤为NH₂NO分子内氢转移生成NHNOH,能垒为144.3 kJ·mol^-1。对于NH₃的生成,从NO的活化到中间体NH₂的形成与N₂的形成过程相同,最后NH₂加氢即可形成NH₃,这个过程中的决速步骤为NH₂O加氢生成NH₂OH,能垒为86.4 kJ·mol^-1。比较生成N₂和NH₃的决速步能垒可见,Pd/SVG催化剂上NO经H₂还原更容易形成NH₃。本研究为石墨烯负载型Pd基催化剂上H₂还原NO的实验及工业应用提供理论参考。     

FMNH介导偶氮苯还原机理的密度泛函理论研究

实体瘤的低氧微环境是恶性肿瘤的重要特征之一,针对肿瘤低氧的靶向化疗药物为癌症治疗带来了新策略。偶氮苯中的偶氮基团具有低氧激活的特异性,能够在常氧条件下稳定存在而在低氧条件下发生还原裂解,因此一些偶氮苯衍生物前药也因其具有肿瘤低氧靶向潜力,近年来被开发并应用于临床研究。使用密度泛函理论(DFT)对在辅酶还原型黄素单核苷酸(FMNH)作用下的偶氮苯还原机理进行了研究。结果表明,优势反应路径为偶氮苯首先经过连续的两步1e^-/1H⁺转移形成1,2-二苯肼,然后依次再发生第3次1e^-/1H⁺转移、氮氮裂解和第4次1e^-/1H⁺转移后最终形成两分子苯胺。其中,前两步1e^-/1H⁺转移需要克服最高能垒,为反应的控速步骤。这些结果为设计开发新型的肿瘤靶向性低氧激活前药提供了重要理论依据。     

四种白藜芦醇含氮衍生物的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP-D3方法,对四种白藜芦醇含氮衍生物的分子结构、红外光谱、电子吸收光谱及抗氧化活性进行计算研究。计算结果表明,甲氨基更有利于增强衍生物分子结构中A,B苯环共平面性,扩大了分子的π共轭体系。四种化合物电子吸收光谱最大吸收峰具有电子的π-π*跃迁特征,在溶剂的作用下,λ_(max)红移了15～17 nm,但随着溶剂极性的增大,λ_(max)变化不明显。四种含氮衍生物电离能(IP)和能隙(E_(gap))均低于白藜芦醇,具有更好的抗氧化活性。     

沙林的密度泛函理论研究

本文应用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上对沙林分子进行了研究,计算得到了沙林分子的稳定构型及其红外光谱。分析后发现,根据分子振动类型的不同,可将红外光谱划分为(0~1300)、(1300~1450)、(1450~3000)和(3000~4000)cm-1 4个区域,且红外光谱中实际振动峰的数目小于简正振动的数目。     

硫酸乙烯酯及其改性分子氧化还原稳定性的密度泛函理论研究

基于密度泛函,分别从HOMO/LUMO和氧化/还原电位两个角度研究硫酸乙烯酯分子(DTD)及其改性分子的氧化/还原稳定性。通过垂直电离势的方法对化合物电位进行计算,模拟数值与实验数值有较好的吻合,电位展现出的氧化/还原稳定性趋势与分子的HOMO/LUMO相符。针对DTD分子结构改性,CO或CC基团的引入对添加剂的氧化稳定性和还原稳定性无益,改性分子的电化学稳定窗口反而变窄。     

密度泛函理论中的界限研究

自从密度泛函理论建立以来 ,已被广泛成功地用来处理原子、分子和晶体的结构 ,然而严格的能量泛函至今还没有建立 ,因此密度泛函理论中的界限研究就成为一种重要的研究方法 ,通过对界限的研究 ,为寻找近似泛函和严格的泛函指明方向。本文简要介绍密度泛函理论的基础和近几年作者在密度泛函理论中的界限研究所取得的进展。     

香兰素的密度泛函理论研究

本文应用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上对香兰素进行了研究,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振动光谱,结果表明,香兰素分子构型属C1点群,分子构型呈现出良好的对称性。对红外振动光谱分析后发现,按照分子振动模式的不同可将光谱划分为4个区域,即0~400、400~1333、1333~1640和1640~4000cm-1。此外,文中对各条谱峰的认定和归属等问题进行了详细讨论,发现红外光谱中振动峰的实际数目远小于简正振动的数目。