复合锂基润滑脂制备反应的密度泛函理论

 采用传统方法制备了复合锂基润滑脂,用红外光谱对其进行分析。采用密度泛函理论研究了复合锂基润滑脂的制备反应,并用B3LYP/6-31+G方法计算了制备反应的反应物、产物的总能量,用B3LYP/6-31+G*方法计算了制备反应的反应物、中间体、过渡态和产物的总能量与零点振动能。结果表明,在复合锂基润滑脂制备中,氢氧化锂与12-羟基硬脂酸、氢氧化锂与癸二酸的反应均为放热反应,活化能均较低,中间体处于势能面的最低点,过渡态比反应物的能量要低。     

基于密度泛函理论的量子化学方法研究仪长管输油渣油中金属卟啉化合物

基于密度泛函理论(DFT)的量子化学计算方法,对仪长管输油渣油中几种含量最丰富的金属卟啉化合物进行分子模拟,并对其空间分子结构进行结构优化及计算,得到键参数、偶极矩以及电子吸收光谱等信息。通过分子的键参数和偶极矩发现,镍卟啉化合物的极性小于钒卟啉化合物,DPEP型卟啉分子的极性略大于ETIO型卟啉分子。计算了4种典型金属卟啉分子紫外吸收光谱的Soret吸收带和Q吸收带特征吸收峰,并得到4种卟啉化合物的稳定性由强到弱的顺序为ETIO型镍卟啉C₃₅-(ETIO-Ni)、DPEP型镍卟啉C₃₅-(DPEP-Ni)、ETIO型钒卟啉C₃₄-(ETIO-VO)、DPEP型钒卟啉C₃₁-(DPEP-VO)。     

采用密度泛函理论研究金属离子改性Y型分子筛的酸性

采用量子力学中的密度泛函理论（DFT）研究了各种金属离子改性对Y分子筛 B酸强度的影响,并进一步探讨了分子筛酸性与金属离子性质的关系。结果表明,以水合离子形式进入Y型分子筛β笼Ⅰ′位的金属离子与分子筛骨架 O2和 O3 原子相互作用,使 O1原子的负电荷减弱,Al-O1键长变短,O1-H 伸缩振动频率减小,导致Y分子筛的 B酸强度增大;按照金属离子对Y分子筛 B酸强度的影响,可将改性用的金属离子分为3类,Ⅰ类为 V³⁺ 、Ga³⁺ 、Cr ³⁺ 、In³⁺和 Fe³⁺ ,Ⅱ类为 Y³⁺、Ce³⁺和 La³⁺ ,Ⅲ类为 Ni²⁺ 、Zn²⁺ 、Mg²⁺ 、Cu²⁺和 Mn²⁺ ,则金属离子改性Y分子筛的 B酸性的相对强度由大到小的顺序为Ⅰ类金属离子改性、Ⅱ类金属离子改性、Ⅲ类金属离子改性Y分子筛。     

密度泛函理论研究Y分子筛的Bronsted酸性

利用密度泛函理论(DFT),研究了Y分子筛骨架上4种O—H(Bronsted酸位)的酸性,计算基于以B酸位为中心的团簇模型,采用BLYP方法。结果表明,通过计算Y分子筛的团簇结构、去质子化能量以及NH3,C5H5N在B酸中心上的吸附能,得出Y分子筛4种O—H的酸性由强至弱顺序为:SOD笼内的O 2 H、超笼内的O 4 H、超笼内的O 1 H/六棱柱内的O 3 H,即Y分子筛中最强的B酸位在SOD笼内。4种酸性中心与碱性探针分子之间的吸附稳定性由强至弱的顺序为O 4,O 1,O 2/O 3,分子筛的空间位阻致使吸附稳定性顺序与酸性顺序不同。探针分子通常倾向于与B酸位在超笼内吸附。     

基于分子模拟技术的Cu(Ⅰ)Y分子筛对硫化物及烯烃选择性吸附行为的分析

依据密度泛甬理论(DFT)研究了硫化物及烯烃在Cu(Ⅰ)Y分子筛上的化学吸附.利用广义梯度近似方法,采用6T分子筛团簇模型,对硫化物和烯烃在Cu(Ⅰ)Y分子筛上的吸附行为进行了模拟计算.计算结果表明,在Cu(Ⅰ)Y分子筛上烯烃分子的吸附能大于噻吩分子,与实验结果一致.通过Mulliken布居数分析硫化物和烯烃在Cu(Ⅰ)Y分子筛上的吸附行为发现,吸附剂与烯烃双键的丌_络合作用强度强于与硫化物的作用强度,进而导致烯烃对硫化物的脱除效果有明显的影响.     

基于分子模拟技术的Cu(I)Y分子筛对硫化物及烯烃选择性吸附行为的分析

 依据密度泛函理论(DFT)研究了硫化物及烯烃在Cu(I)Y分子筛上的化学吸附。利用广义梯度近似方法, 采用6T分子筛团簇模型, 对硫化物和烯烃在Cu(I)Y分子筛上的吸附行为进行了模拟计算.计算结果表明,在Cu(I)Y分子筛上烯烃分子的吸附能大于噻吩分子,与实验结果一致。通过Mulliken布居数分析硫化物和烯烃在Cu(I)Y分子筛上的吸附行为,吸附剂与烯烃双键的π-络合作用强度强于与硫化物的作用强度, 进而导致烯烃对硫化物的脱除效果有明显的影响。     

Zn-Pt/ZSM-5催化CO2辅助丙烷脱氢的密度泛函理论研究

通过密度泛函理论(DFT)计算研究了Zn-Pt/ZSM-5催化丙烷脱氢的反应机理,筛选出最优能量途径。研究发现丙烷在Zn-Lewis和Pt-Lewis酸位点上具有不同的反应路径和限速步骤。Bader电荷计算结果表明,丙烷分子吸附后,[Zn-O-Pt]²⁺活性位点中Pt上的电子密度增加,有利于丙烷活化,Pt位点对H的吸引能力更强,导致Pt—H键断裂生成H₂需要克服较高能垒。Pt的引入改变了Zn/ZSM-5的电子性质,影响其催化剂性能。在反应体系中引入CO₂改变了丙烷脱氢反应路径,降低了限速步骤能垒,促进反应正向进行。     

基于密度泛函理论的2-乙基蒽醌在Pd催化剂上的加氢机理

采用密度泛函理论方法研究了2-乙基蒽醌(eAQ)和H₂分子在Pd(111)催化剂上的吸附行为。结果表明,eAQ平行吸附在Pd(111)表面,金属Pd转移了部分电子给eAQ;H₂分子在Pd(111)面上发生了解离吸附,且解离能垒较低,表明金属Pd具有较强的H₂催化解离能力。在此基础上,根据eAQ的Fukui(0)指数和前线轨道等电子结构性质分析,研究了eAQ加氢机理,提出了eAQ加氢生成2-乙基蒽氢醌(eAQH₂)的2条可能的反应路径,路径1是H自由基先进攻离乙基近的羰基O原子,路径2是H自由基先进攻离乙基远的羰基O原子。研究发现,Pd催化剂催化蒽醌加氢选择性较高的原因,一是与eAQ自身电子结构性质相关,二是生成副产物的反应能垒远高于主反应。     

DFT Molecular Dynamics Study of Pyrene Biradical Species

Abstract

The pyrene molecule shows its aromaticity localized in specific regions in the molecular framework as it is indicated by the calculated Nuclear Independent Chemical Shift (NICS) values, on previous electronic structure studies (García-Cruz et al. (2004) J. Phys. Chem. A 108, 5111 and Hernández-Trujillo et al. (2005) Chem. Phys. 308, 181), which is in full agreement with Clar's theory. The biradical formed at 400 K follows a simple mechanism, which yields an aromatic species as it is demonstrated by the NICS value. The analysis for testing the homolytic fragmentation and the unusual stabilization are also investigated. A possible implication of the reactivity of pyrene species in asphaltene formation is discussed.     

γ-Al2O3表面吸附SO2、NOx的机理分析

利用分子力学计算确定了γ-Al2O3的晶体结构及其（100）面和（110）面的结构数据;建立了吸附质在（100）面和（110）面吸附的物理模型,采用B3lyp/6-31G密度泛函方法考察了两个晶面中的6配位八面体Al位对SO2、NOX（NO2及NO）吸附的构象特征,综合得到2个表面对SO2 、NO2、NO吸附能的强弱顺序为SO2 、NO2、NO。脱硫脱氮吸附实验结果与理论预测基本吻合。借助实验结果可以推断:γ-Al2O3表面存在6配位Al位和O位2类缺陷活性点,在SO2吸附穿透时间前,Al位对SO2、NOX吸附起最要作用;在SO2吸附穿透时间后,O位发挥主要作用。     

咪唑啉衍生物缓蚀性能的密度泛函理论和分子动力学模拟

 采用挂片失重法测得A、B、C、D 4种咪唑啉衍生物缓蚀剂在CO2饱和的3%NaCl溶液中的缓蚀效率,并利用量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法对它们的缓蚀性能进行了理论分析。结果表明,咪唑啉类缓蚀剂对金属的缓蚀作用,主要是其分子中的咪唑环和极性基团起作用;发生吸附时,咪唑啉衍生物分子上的咪唑环优先吸附在金属表面,然后牵引烷基支链R平行吸附在金属上。综合量子化学和分子动力学模拟计算得出4种新型缓蚀剂的缓蚀效率从大到小依次为B、C、A、D,与实验结果相吻合。     

噻吩衍生物修饰脱硫性质的理论研究

采用Gassian98软件包,利用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,对H原子采用3-21G基组,其它原子采用6-31G (d)基组,对噻吩衍生物的结构进行了优化,研究结果表明,取代基既有电子效应,又有空间效应,对噻吩衍生物与脱硫催化剂的作用可能产生很大影响。     

果糖在酸性环境中脱水制备5-羟甲基糠醛的理论研究

采用理论计算方法研究了果糖脱水转化为5-羟甲基糠醛（HMF）的反应历程,系统考察了环果糖经历环状呋喃衍生物中间体转化为HMF和链果糖经历烯二醇中间体转化为HMF的反应机理。结果表明,该转化过程由质子化、脱水和去质子等一系列基元反应组成。环果糖易于被质子化,去质子化反应由于能垒较高成为转化过程的决速步骤。在链果糖的转化过程中,质子化反应则成为决速步骤。反应体系中水的存在会促进环果糖的转化,但对链果糖的转化却表现出一定的抑制作用。     

Anisotropic Lattice Strain of Composite Materials of LiMnO2 and H/D-Substituted Chiral Cyanide-Bridged Ni（Ⅱ）-Fe（Ⅲ） Coordination Polymers

Composite materials composed of LiMnO2, a typical electrode material for lithium ion battery, and a chiral cyanide-bridged Ni（Ⅱ）-Fe（Ⅲ） coordination polymer [NiL2][Fe（CN）6]·4H2O （Ni-Fe, H-form） （L = （1R,2R）-（-）-1,2-cyclohexane-diamine） or its deuterium isomer, [NiL2][Fe（CN）6]·4D2O （Ni-Fe, D-form） have been prepared by the various ratios （w/w） of Ni-Fe：LiMnO2 = 10：0 （pure Ni-Fe）, 9：1, 8：2, 7：3, 6：4, 5：5, 4：6, 3：7, 2：8, 1：9 and 0：10 （pure LiMnO2）. Gradual shift of IR （infrared） spectra by changing the ratios and losing difference between H-form and D-form of Ni-Fe due to isotope effects revealed adsorption of Ni-Fe onto LiMnO2 to form composite materials. Formation of composite materials of Ni-Fe and LiMnO2 could be also proved losing ferromagnetic behavior of LiMnO2 on increasing of the ratios of Ni-Fe in each composite. In contrast to smoothly positive thermal expansion of pure LiMnO2 along the crystallographic b axis, variable temperature powder XRD （X-ray diffraction） patterns at 100-300 K of the composite materials exhibited thermally-accessible lattice distortion along the b axis with different ratios. It is also proved deviation of ideal linear correlation of an evaluation function, In K = a/T ＋ b （where, K = （d（T） - d（0））/d（T）, d（T） denotes nλ/（sin 2θ） at T （K））.     

应用于C9石油树脂催化加氢的高性能Ni2P/SiO2催化剂研究

催化加氢是提高C9石油树脂产品质量的有效手段。本文采用程序升温还原法(TPR法)制备了Ni2P/SiO2催化剂并应用于C9石油树脂加氢反应中,考察了温度、压力、液时空速的影响。结果表明,该体系的最佳反应条件分别为：250℃, 6 MPa, 和1 h-1。其中,加氢产物可以在300小时内保持较低溴值(~250 mgBr/100g),表明Ni2P/SiO2催化剂具有高活性和稳定性。随后,采用XRD、BET、SEM、TEM和红外—吡啶吸附等手段对反应前后催化剂进行表征,以考察其高活性和稳定性的原因。结果表明,相比于NiWS的层状结构,Ni2P是类球形结构,使其暴露出更多的活性位,这可能是Ni2P具有高活性的原因。Ni2P/SiO2催化剂具有高稳定性可能由于Ni2P具有抗硫、抗烧结、抗结焦和抗积碳的性能,这些性能又进一步归因于Ni2P在含硫杂质下可能形成Ni-P-S晶相,Ni2P纳米颗粒具有高热稳定性以及Ni2P催化剂表面弱酸性。     

C/O杂化调变Ni催化苯分子脱氢及开环反应性能的理论研究

基于密度泛函理论计算,对比研究了Ni,Ni/O,Ni/C,Ni/C/O杂化体系的电子特性以及催化苯分子脱氢和开环反应的性能.实验结果表明,单独C或O原子对Ni外层轨道的杂化降低了Ni的化学活性,而C/O同时与Ni外层轨道杂化促进了Ni外层电子的离域,提高了Ni/C/O杂化体系与苯分子的键合作用.不同催化剂催化苯分子脱氢...