量子化学计算苄嘧磺隆的晶体结构

制备苄嘧磺隆的单晶并用X射线衍射测定晶体结构。苄嘧磺隆晶体属于单斜晶系,C2/c空间群。晶胞参数为:a=33.831(7),b=6.902 0(14),c=16.021(3),α=90.00(3)。,β=104.48(3)。,γ=90.00(3)°,V=3 622.1(13)~3。晶体分子内通过N-H…N氢键和C-H…0氢键形成2个六元环,使分子结构较稳定。苯环平面和嘧啶环平面之间的夹角为50.00(15)°。晶体以1中心对称二聚体为基本重复单元。2个分子间以N-H…O氢键和C-H…O氢键连接。晶体由这些二聚体以范德华作用力堆积而成。使用Gaussian 03程序,用B3LYP/6-31G(d,p)法计算分子的优化结构、电荷分布、稳定性、前沿轨道布居分析和3D示意图。算得分子的键长键角数据和X射线衍射的晶体结构数据基本相符。键长和键角的计算值与X射线衍射数据之差证实晶体中分子间的氢键。     

嘧啶类缓蚀剂对酸性介质中奥氏体不锈钢的缓蚀量化构效影响研究

目的使用基于密度泛函(DFT)的量子化学法,研究嘧啶类缓蚀剂的分子结构和在酸性介质中对碳钢的缓蚀效率之间的关系。方法通过计算前线轨道能量(最高占据轨道和最低空轨道)、电荷分布、绝对电负性(χ)、偶极矩(μ)和转移电子数(ΔN)等量化参数,确定与缓蚀效率之间的关系。结果DHPMs缓蚀剂的缓蚀效率随着EHOMO值的增大而提高,随着ELUMO值的减小而提高,随着前线轨道能级差值(ELUMO-EHOMO)的减小而提高,随着转移电子数ΔN增大而提高。含有N原子的区域最有可能失电子并吸附在金属铁表面活性位置。结论由于DHPMⅠ的嘧啶环供电子能力较强,致使DHPMⅠ比DHPMⅡ的缓蚀效率高。     

两种甲基丙烯酸二甲氨乙酯基季铵盐的合成及缓蚀性能

以甲基丙烯酸二甲氨乙酯为母体,分别以氯丙烯和氯化苄为桥连基设计合成了两种季铵盐（DMA-1和DMA-2）。利用红外光谱、核磁共振氢谱证实了所得产物与设计相一致。再依次通过失重实验、电化学实验、AFM、接触角等手段测试了Q235钢在含有DMA-1 和DMA-2的1mol/L盐酸中的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附和缓蚀机理。结果显示：在较高温度下,DMA-1和DMA-2仍能牢固吸附在Q235钢表面,当所加入缓蚀剂的浓度为100 mg/L 时,缓蚀率均可达92.7%以上,显示出良好的缓蚀性能,且 DMA-1比DMA-2具有更好的缓蚀效果。热力学计算结果表明DMA-1和DMA-2在Q235钢表面的吸附是化学吸附,过程自发、放热,且符合Langmuir等温吸附,属于良好的阳极型缓蚀剂。量子化学计算结果表明了DMA-1更容易提供或接受电子,进一步研究了DMA-1和DMA-2的分子结构与活性位点。     

含能材料量子化学计算方法综述

概述了量子化学基础理论,详细综述了含能材料关键参数(密度、生成热、爆热、爆速、爆压和撞击感度)的计算方法,并比较这些方法的特点和适用范围。介绍了CHEET A、EXPLO5等计算软件在含能材料领域的应用。最后,为满足新一代材料高能稳定与绿色环保的综合要求,设计了20种新型高氮含能分子,运用上述量子化学方法估算了其物化和含能性质,并提出了新型含能化合物的设计原则:(1)高氮分子骨架;(2)零氧平衡;(3)基团调节修饰,以期促进含能材料的发展。附参考文献76篇。     

夹心型铋(Ⅲ)钨酸盐Na_(10){[(M(H_2O)_3)_2(WO_2)_2-(BiW_9O_(33))_2]}·xH_2O的合成、结构及量子化学计算

在常规条件下合成了标题化合物,并通过X-射线单晶结构分析、元素分析、红外光谱对晶体进行表征。结果表明,化合物属于单斜晶系,空间群P2(1)/n。对化合物进行了量子化学计算,用于说明其结构特征。     

铝酸钠溶液阴离子的量子化学研究

配合铝酸钠溶液的光谱研究,作了有关铝酸离子的量子化学计算;采用从头计算法估算若干铝酸离子的总能量和相对稳定性。表明在水溶液中Al(OH)_4~-和[(HO)_3Al-O-Al(OH)_3]~(2-)较 AlO_2~-、[(HO)_3Al(?)Al(OH)_3]~(2-)稳定。采用 DVXα法计算各铝酸离子的 HOMO 和 LUMO 过渡态,以解释铝酸钠溶液的紫外光谱、量子化学计算结果和铝酸钠溶液光谱研究结果是一致或不矛盾的。     

铝材轧制油摩擦学特征及表面吸附行为的分子结构依赖性

基于试验研究和理论计算从宏观和微观尺度揭示了分子结构对铝材轧制基础油摩擦学性能和铝表面吸附行为的影响。研究分别以异构烷烃煤制油(CTL)和正构烷烃白油(D100)为基础油,制备含不同浓度亚磷酸二丁酯(DP)的铝材轧制油,并采用四球摩擦磨损试验表征其摩擦学性能;基于量子化学计算和分子动力学模拟研究CTL、D100和DP的分子结构特征、吸附反应活性及在铝表面的吸附行为。结果表明：对于理化性能相近的CTL与D100,CTL的油膜强度(88 N)低于D100的(98 N),但CTL对DP极压剂的敏感性更好。在同等DP浓度下,以CTL为基础油时,铝材轧制油具有更高的油膜强度,最大值为1050 N;而以D100为基础油时,油膜强度仅为981 N。理论研究表明：CTL和D100分子的最高占据轨道(HOMO)分布相同,均分布于整个分子碳链,但二者的最低空轨道(LUMO)分布不同,前者位于分子支链侧末端,而后者位于分子中心。CTL和D100分子均具有稳定的化学结构,且二者化学稳定性的差异较小;CTL和DP分子具有协同吸附作用,二者复配能显著促进轧制油体系在铝表面的吸附,并提高吸附膜稳定性。     

有机磷缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的量子化学研究

通过PM3半经验量子化学计算，从微观的角度研究了4种有机磷缓蚀剂，三苯基膦，四苯基氯化磷，氯甲基－三苯基氯化磷，苄基三苯基氯化磷缓蚀性能和分子结构的关系。结果表明：P原子的净电荷，电荷密度，亲电前线电荷密度与缓蚀性能有良好的相关性，缓蚀剂即能通过π电子供出电子与Fe吸附，又能通过P原子接受Fe原子3d轨道中的电子，其强弱主要由P原子上电荷密度高低决定，在双向作用下，缓蚀剂与Fe的吸附作用增强，缓蚀性能提高。根据Fe和缓蚀剂阳离子的前线轨道作用进一步推测了缓蚀剂在HCl溶液中对Fe的缓蚀机理。     

硫酸介质中含硫氨基酸缓蚀性能研究

用电化学测试和量子化学计算法研究L-甲硫氨酸、L-胱氨酸及L-半胱氨酸在1 mol/L H_2SO_4体系中的缓蚀性能和缓蚀机理。结果表明,在0.1 mmol/L～0.1 mol/L浓度范围内,随浓度的增加,L-甲硫氨酸和L-半胱氨酸的缓蚀效率均增大,而L-胱氨酸的缓蚀效率存在～个先增大后减小的变化过程。这三种氰基酸在...     

高岭石矿物表面化学的量子化学研究

用量子化学的理论和计算方法，研究高岭石表面的化学状态、表面化学活性位置及其成键特征、结果表明，高岭石分子簇的最高占据轨道基本上是由上、下表面的一些氧原子组成的，且具有较高的能态，说明这些位置具有较高的化学活性，易于与获得电子能力较强的物质形成化学键。而其最低空轨道则主要由硅、铝和少量的侧面O原子组成．相对而言，能级较低，易于与提供电子的体系作用，其化学反应活性较大。因此，当高岭石与带负电荷的离子或离子基团作用时，可能在侧面的位置形成表面化合物。Al和Si都是组成LUMO分子轨道的主要成分，但Al原子的化学活性要大于Si原子，因此，当高岭石表面与提供电子的体系发生化学作用时，最可能的位置应该是八面体的Al原子。