密度泛函理论在非极性纯流体表面性质研究中的应用

The density functional theory, simplified by the local density approximation and mean-field approximation, is applied to study the surface properties of pure non-polar fluids. A reasonable long rang correction is adopted to avoid the truncation of the potential. The perturbation theory is applied to establish the equation for the phase equilibrium, in which the hard-core chain fluid is as the reference fluid and the Yukawa potential is used as the perturbation term. Three parameters, elk, d and ms, are regressed from the vapor-liquid equilibria, and the surface properties, including density profile, surface tension and local surface tension profile are predicted with these parameters.     

硬球链流体在平板和硬球表面分布的密度泛函理论

采用Yethiraj和Woodward的密度泛函理论方法,结合胡英和刘洪来等发展的硬球链流体状态方程,得到了自由连接硬球链流体在平板狭缝中和球形固体颗粒表面附近的密度分布表达式,并计算了在两平行壁所组成的狭缝中和直径大小不同的球形固体颗粒周围硬球链分子的链节密度分布.理论计算结果与作者采用Dickman 和Hall 的方法进行Monte Carlo计算机模拟结果非常吻合.颗粒直径对链状分子的密度分布有一定的影响,随着固体颗粒直径的增加,靠近颗粒表面附近的链节密度降低.     

含临界点的统计缔合流体理论研究(Ⅰ)非极性流体

从适合于临界点的计算出发 ,对统计缔合流体理论方程进行改进 :(1)对链状分子的每个链节考虑其非球形度 ;(2 )提出必须考虑链节成链时对色散作用的影响 .建立了扩展的统计缔合流体理论状态方程 ,对于正构烷烃和异构烷烃的计算表明 ,该方程计算温度范围大 ,从低温区到临界区 ,特别是在临界点附近精度有明显提高 ,临界点的计算值和实验值基本符合 .扩展了理论状态方程的适用性 ,可望用于各种含临界区域流体体系的热力学计算     

用密度泛函理论研究二元体系的液液界面张力

应用密度泛函理论和统计缔合流体理论建立了二元液液界面的状态方程 ,通过纯流体汽液平衡时的压力数据和液相密度数据回归了非极性流体和极性流体的链节参数 .将界面分层 ,使用已建立的状态方程和回归的纯流体链节参数 ,根据界面各微层达到相平衡时化学势相等的原则计算了液液界面层的厚度和液液界面中的密度分布 ,预测了 16个水 -有机溶剂二元体系的液液界面张力 .计算结果与实验值符合情况良好 .     

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。     

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。     

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。     

对乙酰氨基酚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)基组水平上对对乙酰氨基酚分子进行了理论计算,得到了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(0～500)cm-1、(500～3000)cm-1和(3000～4000)cm-1 3个区域。此外,由于存在简并和无红外活性的现象,红外谱中实际谱线的数目小于实际简正振动的数目。该研究有助于更好的了解对乙酰氨基酚的结构特点和红外光谱特性,为对乙酰氨基酚的实际运用提供一定的理论指导。     

CeO2表面的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的CASTEP程序和超晶胞模型,用LDA近似方法对CeO2晶胞及其表面结构进行了优化计算。在优化的CeO2晶胞上,计算了CeO2(111)、(110)和(100)不同终端六个表面的原子和电子结构.通过对表面相对能和电子态密度的分析,发现以桥氧为端面的CeO2(111)面的表面能为1.00 J/m2,其电子态密度图与体相的相似,是CeO2最稳定表面。     

甲基苯丙胺光谱性质的密度泛函分析与指认

采用密度泛函理论的DFT/B3LYP/6-311+G(d,p)方法和基组,对甲基苯丙胺的UV-Vis光谱,IR光谱,1HNMR光谱和荧光光谱进行了理论模拟和指认。自然电荷计算表明,胺基N和H原子很可能是其发挥药理活性的亲电和亲核反应中心。     

二元溶液表面张力的群论算法

从群集统计理论出发,运用溶液表面热力学原理,推导出新的溶液表面张力方程.该方程形式简单,使用方便,参数具有直观的物理意义.通过235对各类物系的实验数据检验,表明本方程具有广泛的适用性和可靠性.     

用密度泛函方法研究N-甲基吡咯烷酮与二硫化碳的反应

N-甲基吡咯烷酮（NMP）和二硫化碳（CS₂）在加压下发生热反应生成N-甲基吡咯烷-2-硫酮.用密度泛函方法确定了该反应有两条平行的路径,获得了相关的4个过渡态和2个中间体的构型;在拟定了两步反应机理的基础上,确认了第一步反应为速度控制步骤,计算了在298K和500K下两种反应路径的活化能和速率常数.根据计算结果判断NMP羰基的α氢原子通过与羰基氧的分子内相互作用在反应中起重要作用,同时确认了反应区域为NMP的羰基碳和氧、α位上的碳和氢,以及CS₂中的碳原子和其中的一个硫原子所构成的两个并联的四元环.     

甲烷在单壁碳纳米管中的吸附的密度泛函研究

纳米微孔材料的出现使得有可能在中低压下微孔介质中吸附存储天然气 .由于天然气的主要成分是甲烷 ,其吸附存储为研究者所关注 .碳纳米管由单层或几层纯碳同轴圆柱状结构层组成 ,每个管状层由碳六边形构成 ,与石墨内结构相似 .单壁的碳纳米管称为单壁碳纳米管 (ＳｉｎｇｌｅＷａｌｌｅｄＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅ ,ＳＷＮＴ) .它作为一种吸附材料在实验和理论研究中受到高度重视 .在ＳＷＮＴ中吸附的密度泛函理论 (ＤＦＴ)研究与计算机模拟相比较少 .文献中只有Ｇｏｒｄｏｎ等[1] 在 1999年采用密度泛函的方法和过分简化的氢分子势能函…     

碳基吸附剂储氢吸附热的密度泛函理论

为比较狭缝孔、纳米管两种典型碳基吸附剂的储氢性能,应用非局域密度泛函理论、微观物理学、吸附平衡原理、典型吸附剂储氢试验结果计算并分析了典型碳基吸附剂的氢等量吸附热.结果表明,两类吸附剂的氢等量吸附热相差不大,等温线变化规律相似,并且只有在低温（液氮）、适度压力时吸附储氢的质量密度才有望达到DOE标准.     

非电解质液体混合物表面张力的统计热力学模型

运用Davis模型导出一个统计热力学的表面张力模型．对22个双组分体系的表面张力作了推算和关联,总平均相对偏差分别为5.45％和1.95％.并利用关联双组分体系得到的参数值,直接推测了三组分体系的表面张力,平均相对偏差为2.21％.结果令人满意.表明该方法简单、精确,便于工程应用．     

微扰理论计算氨基酸和糖水溶液的密度

基于微扰理论并借助于统计缔合流体理论的基本思路,建立了氨基酸和糖水溶液密度的状态方程.计算了甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、氨基丁酸和丝氨酸水溶液体系在4个温度下的密度,以及葡萄糖、果糖、半乳糖、树胶醛糖和木糖水溶液体系在5个温度下的密度.此外采用所建立的方程,不引入任何可调参数,直接对氨基酸在尿素水溶液中的密度进行了预测.关联和预测的结果均令人满意.     

不同密度聚乙烯共混物性质的研究

讨论了HDPE与LDPE及HDPE与LLDPE共混物的性质。研究表明共混物的力学性能、结晶度、熔点及维卡软化点都随密度ρ的变化呈规律性变化,由此总结出综合性能较好的共混物密度范围。     

基于微扰理论的表面活性剂水溶液表面状态方程

应用微扰理论并借鉴二维气体理论的处理方法,建立了非离子表面活性剂水溶液的表面状态方程。将微扰理论与压力方程相结合,建立了离子表面活性剂水溶液的表面状态方程。运用提出的状态方程,分别对6种烷基聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠等表面活性剂水溶液的表面压数据进行了关联,并利用关联所得的参数预测了其他种类的烷基聚氧乙烯醚及辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠水溶液在不同温度下的表面压。关联和预测的精度均较高,结果令人满意。