噻二唑二聚物/丁氧基三乙二醇复合物的合成

合成了噻二唑二聚物/丁氧基三乙二醇复合物。反应物的摩尔比及反应温度影响产物作为添加剂加入到润滑脂中的抗烧结性能。在最佳反应条件下,即n(噻二唑二聚物)∶n(丁氧基三乙二醇)=0.5∶1.0,反应温度125℃时,产率为85%。通过分子模拟、红外光谱、13C核磁共振及N、S元素的含量测定,探讨了产物的结构及反应机理。结果表明,噻二唑二聚物与丁氧基三乙二醇的摩尔比越大,在金属表面形成配位的噻二唑环的个数就越多,就会表现出更强的吸附特性,从而表现出更高的抗烧结性能。     

茂金属聚乙烯催化剂结构与活性关系的分子模拟研究

利用分子模拟技术对一系列茂金属聚乙烯催化剂的结构进行了优化，计算了乙烯插入过程中不同中间态产物的能量，考察了中间态产物的构象能与茂金属聚乙烯催化剂活性之间的关系。发现两种中间态产物构象能的差与活性之间有着很好的对应关系。这一规律可帮助优化茂金属聚乙烯催化剂的结构，理性开发性能更加优良的茂金属聚乙烯催化剂。     

柴油馏分深度加氢脱硫过程中有色体形成机理的研究

为了生产含低硫、色度好的柴油产品，采用计算机分子模拟技术研究了柴油馏分深度加氢脱硫(HDS)过程中多环芳烃有色体的形成机理。研究结果显示，柴油馏分中难脱除硫化物4-MDBT、4，6-DMDBT的HDS中间产物生成多环芳烃的反应历程中每步反应的活化能较低，其中的缩合环化反应为吸热反应。模拟产物符合实验事实，表明模拟计算的多环芳烃有色体形成路径是可能的、合理的。     

分子模拟技术在茂金属催化剂研究中的应用

分子模拟技术自20世纪90年代以来发展迅速,现已成为新催化材料设计和开发的一种十分重要的方法和工具．本文利用分子模拟技术研究了茂金属催化剂催化丙烯聚合的反应历程,计算了不同结构的茂金属催化剂催化丙烯聚合反应的能量,提出了预测茂金属催化剂聚合活性、立体选择性的一种方法．研究表明,借助分子模拟技术,科研人员可以加深对所研究体系的理解,减少科研工作的盲目性,提高科研效率．     

分散性催化剂作用下噻吩类化合物的临氢转化规律

以有机钼为前驱体制备了分散性纳米RDC-Mo催化剂,采用微型反应釜进行了噻吩类模型化合物噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩(DBT)热转化及RDC-Mo催化临氢热转化反应,对比了热转化及催化临氢过程噻吩类模型化合物热转化反应效果。采用X射线衍射(XRD)及高分辨率的透射电镜(HRTEM)对所制备的分散型催化剂进行了分析表征。采用模拟计算方法深入研究了分散型催化剂催化临氢热转化显著提高噻吩类化合物转化率以及不同结构噻吩类反应差异的内因。结果表明：制备的分散型催化剂RDC-Mo具有高度分散纳米尺寸特征,其晶粒尺寸为3.63 nm。相比于热转化,高分散纳米催化剂RDC-Mo作用的催化临氢过程显著强化了噻吩类化合物的转化,使其转化率大幅度提高。高分散度纳米催化剂显著强化了噻吩类化合物与催化剂活性中心、H₂的可接近性;H₂经纳米催化剂活化形成的氢自由基强化噻吩类化合物中与S相连的芳环碳定向加氢,促使C—S键断裂能垒大幅下降,在较低温发生断裂;该反应路径正是造成分散型催化剂临氢体系显著提高噻吩类化合物裂化转化率的内在原因。受定向加氢的概率、在活性中心MoS₂吸附难易以及定向加氢后C—S键键长变化3方面的影响,不同结构噻吩类化合物转化率由大到小顺序为苯并噻吩、噻吩、二苯并噻吩。     

杂原子对沥青质分子间相互作用影响的计算化学研究

 沥青中大量的沥青质分子均含杂原子,通过计算化学方法,可以分析杂原子对沥青质二聚体结构及分子间相互作用的影响,并探究其影响机理。密度泛函理论计算结果表明,杂原子的存在使分子的静电势分布差别明显。对于稠环结构相似的沥青质分子,共轭硫原子使得分子的相互作用减小,含硫沥青质较远的质心距离和硫原子相对较弱的负电势使分子的取向和质心距分布更加随机。共轭氮原子作为强负电中心,强排斥增大分子取向偏离最低能量构型的能垒,从而使沥青质二聚体的构型取向更加趋于固定。同时分子动力学结果显示,含硫沥青质对温度敏感,温度升高更严重地加剧分子排列无序;而含氮沥青质在较高温度下依旧保持相对的有序排列。     

BaX分子筛吸附C8芳烃作用机理

采用正则系综蒙特卡洛方法模拟等量4种C₈芳烃分子分别在SiFAU和BaX分子筛上的吸附行为,并结合量子化学计算和波函数分析,基于分子筛组成和结构、C₈芳烃分子结构和电子分布特征进行吸附机理研究。蒙特卡洛模拟结果表明：4种C₈芳烃分子的密度分布主要在分子筛超笼内,吸附能分布近似为正态分布,吸附状态多样化;SiFAU上吸附位随机且范围广,但对二甲苯无选择性;BaX上吸附位集中在超笼内的Ba附近,平均吸附热由高到低的顺序为对二甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯,与BaX分子筛对C₈芳烃吸附选择性的实验结果顺序一致。波函数分析结果表明,4种C₈芳烃分子静电势分布相似,芳环区域静电势为负,静电势极小值点偏离于取代基方向。考虑乙苯侧链柔顺性,将C₈芳烃分子的负静电势面积与其在BaX分子筛上的平均吸附能进行关联,阐明电子分布特征对吸附性能的影响。     

C8芳烃在BaX分子筛中的扩散机理

通过分子动力学方法,模拟对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和乙苯4种分子的混合物在纯硅FAU分子筛(SiFAU)和钡离子交换的X型分子筛(BaX)中的扩散过程;通过密度泛函理论和波函数方法计算和分析C₈芳烃分子的电子密度等值面及其确定的分子尺寸,同时考虑了乙苯侧链柔顺性导致的构象多样性。将C₈芳烃分子的横截面积、分子筛的孔口尺寸变化与扩散能力进行关联,来探究C₈芳烃分子在BaX分子筛孔道内动态扩散的微观机理。结果表明：相比SiFAU分子筛,BaX分子筛中阳离子的引入减小了孔口尺寸,4种C₈芳烃分子在BaX分子筛中的扩散能力由大到小的顺序为对二甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯,这与其最小横截面积大小(乙苯平面构象)的顺序相一致。     

取代基对聚丙烯茂金属催化剂立体选择性影响的分子模拟研究

利用分子模拟技术构建了丙烯单体以不同方式与茂金属催化剂活性中心配位、插入形成的π配合物和四元环过渡态的模型；计算了四元环过渡态和π配合物构象能的差。发现催化剂中取代基的大小及其所处位置会明显影响构象能的差，从而显著地影响茂金属催化剂的立体选择性。关于取代基影响茂金属催化剂立体选择性结果的阐述，将有助于人们理性地设计和开发立体选择性更加理想的茂金属催化剂。