4-羟甲基吡啶二聚体和三聚体氢键结构性质的理论研究

运用密度泛函理论B3LYP方法和6-311 G**基函数研究了4-羟甲基吡啶二聚体和三聚体氢键结构性质.构型优化和频率计算分别得到4个和2个稳定的二聚体和三聚体氢键异构体.经基组重叠误差和零点振动能校正后,最稳定的二聚体和三聚体的相互作用能分别为-29.017和-61.142 kJ/mol.振动分析表明二聚体和三聚体存在典型的红移型氢键.热力学分析显示,298.15 K和标准压力下,二聚体和三聚体的形成是一个熵减小的非自发放热过程.     

邻二氮杂苯-水复合物氢键结构的理论研究

用直接密度泛函理论B3LYP方法对邻二氮杂苯-水复合物基态的氢键结构与相互作用能进行了理论计算，结果表明复合物之间存在较强的氢键N…H—O相互作用，在复合物中，水的H—O对称伸缩振动频率明显红移，计算结果与实验值吻合较好．     

卤素阴离子与氨分子复合物分子间氢键的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)研究了卤素阴离子X-(X=F,Cl,Br,Ⅰ)与氨分子NH3复合物势能面上的稳定点,计算结果表明氨分子通过一个近似直线的单氢键结合到卤素离子上,优化的几何结构和自然键轨道(NBO)分析表明卤素离子X- (X=F,Cl,Br,Ⅰ)与NH3分子形成的复合物以离子偶极型(ion-dipole)分子的形式存在.     

甲酰胺二聚体氢键结构性质的理论研究

运用密度泛函理论B3LYP方法和6-311＋＋G＊＊基函数对甲酰胺二聚体进行结构优化与频率计算.结果表明,甲酰胺二聚体存在两个稳定氢键异构体,分别具有非平面C1对称性和平面Cs对称性.二聚体分子间有强的相互作用,经基组重叠误差BSSE和零点振动能ZPE校正后的相互作用能为-20.14和-27.40 kJ/mol.氢键的形成导致H—N伸缩振动频率红移.298.15 K和标准状态下,二聚体形成过程的Gibbs自由能为15.56和18.82 kJ/mol,显示甲酰胺二聚体的形成反应是一个非自发过程.     

端接基苯甲酸二聚体结构性质的DFT研究

采用密度泛函理论在B3LYW6—31＋G^＊水平上对端接基苯甲酸二聚体进行了几何构型全优化,探讨了端接基CH3、CF3和CH2CH3对分子氢键结构、相互作用能、电荷转移、前线轨道能量等性质的影响,在此基础上使用含时密度泛函理论计算了分子的电子光谱,得到了最大吸收波长λmax.     

邻三氮杂苯-水复合物基态氢键结构与性质

用密度泛函理论方法(DFT)B3LYP和从头算方法MP2分别对邻三氮杂苯 水复合物的基态氢键结构进行了结构优化和性质计算,结果表明复合物之间存在较强的氢键作用.     

邻-三氮杂苯-水复合物基态与最低激发态氢键结构

用密度泛函理论方法B3LYP和从头算方法MP2分别对邻-三氮杂苯和水形成1：1复合物的基态氢键结构进行几何优化和性质计算,结果表明复合物之间存在较强的氢键作用.在CASSCF（12,9）/6-31G^＊＊水平上对邻-三氮杂苯-水1：1复合物最低单重（n,π＊）激发态氢键结构的计算显示在对称氮原子N1（或N3）上形成了一个单氢键.     

球形半透膜附近胶体-氢键流体聚集态结构的理论研究

利用经典流体的密度泛函理论通过构建体系的巨势泛函,深入研究了受限于球形半透膜附近胶体-氢键流体的聚集态结构.分别选择氢键流体分子和胶体粒子作为溶剂和溶质分子.半透膜的存在限制了溶质分子的胶体粒子自由渗透.为了揭示体系的聚集态结构,首先根据巨势最小化原理计算了流体分子的平衡数密度分布.在此基础上,集中讨论了氢键键能、氢键官能度、可渗透组分的体相密度以及胶体-氢键流体尺寸比例等因素对半透膜附近流体聚集态结构的影响.结果表明:2组分的聚集态结构与这些因素密切相关,研究结果为考察微纳尺度下受限流体的聚集态和相态特征提供理论依据,旨在揭示相关因素对渗透过程的调控机制.     

对苯甲酸偶氮基杯[4]芳烃衍生物的合成及其光谱性能研究

以4-氨基苯甲酸为原料经重氮化-偶联反应合成了5，11，17，23-四（4-苯甲酸）偶氮基-25，26，27，28-四羟基杯[4]芳烃，产物的结构经IR、NMR和元素分析予以确证，在有机介质中研究了它的吸收光谱性能。     

基于吡啶-4-甲酸组装的氢键型三维超分子体系及其密度泛函的研究

采用水热法合成了2种新型超分子配合物[Cu(C6H4O2N)2(H2O)4](1)和[Cd(C6H4O2N)2(H2O)4](2), 通过元素分析、红外光谱、热分析、X-射线衍射等技术对其进行了表征.2种配合物均属三斜晶系,空间群P1,配合物1晶胞参数a=0.776 9(2)nm,b=0.918 6(2)nm,c=1.072 5(3)nm,α=92.905(4)°,β=95.024(4)°,γ=111.117(3)°,V=0.708 5(3)nm3,Z=2,Mr=379.81,Dc=1.780 g/cm3,F(000)=390,μ=1.589 mm-1,最终偏离因子R1=0.022 4,R2=0.067 5;配合物2晶胞参数a=0.643 94(12)nm,b=0.695 98(13)nm,c=0.941 53(18)nm,α=94.878(3)°,β=104.733(3)°,γ=111.986(2)°,V=0.370 69(12)nm3,Z=1,Mr=428.67,Dc=1.920 g/cm3,F(000)=214,μ=1.518 mm-1,最终偏离因子R1=0.027 3,R2=0.074 6.配合物的中心原子M2 (M2 =Cu2 ,Cd2 )与2个吡啶-4-甲酸根及4个H2O配位,形成具有畸变八面体构型的基本结构单元,相邻单元通过O-H...O氢键的相连拓展为三维超分子体系.在实验的基础上,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/Lanl2dz计算方法对2种配合物进行了几何优化、前线轨道能量、单点能量等后续计算.     

1,4,7,10-四(2-羟乙基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷及钠配合物构型与成键特性的理论研究

在DFT-B3LYP/6-31G(d)水平上对1,4,7,10-四(2-羟乙基).1,4,7,10-四氮杂环十二烷及其钠配合物[Na(thecl2)] 的七配位和八配位两种构型进行优化与简正频率计算.结果表明两种构型能量相近,都可能在实验中得到;在配位键的强度上,Na 与侧臂O的配位键明显强于Na 与母环N的配位键,其中Na 与侧臂O的配位键键能随键长增大而减小,而Na 与母环N的配位键强度主要由孤对电子的指向和参与配位的轨道的能级决定.     

IR study on hydrogen bonding in epoxy resin-silica nanocomposites

The chemical and physical interactions between ingredients in composites play an important role in the improvement of service properties. The nucleophilic addition between polymer and isophoron diisocyanate molecules was monitored by FT-IR technique. The intensity loss of isocyanate absorption band in conjunction with the intensity growth of carboxyl absorption band indicates the progress of reaction. FT-IR spectroscopy was also adopted to examine the intermolecular hydrogen bonding of epoxy resin with silica as well as intramolecular one within polymer matrix. The vibration frequency of carboxyl group (-C=O) and hydroxyl group (-OH) shift from 1736cm^-1to 1728 cm^-1and 3420 cm^-1to 3414 cm^-1 respectively, indicating the occurrence of hydrogen bonding between -C=O and -OH. The vibration frequency of Si-OH moves from 3435 cm^-1 to 3414 cm-1, suggesting the involvement of silica. Whereas the vibration frequency of pending –OH in polymer chain moves from 3435 cm^-1to 3420 cm^-1or 3414cm^-1, proposing this kind of interaction can also happen within polymer matrix.     

噻吩二胺基三嗪衍生物的合成及其与全氟链苯甲酸形成的复合物的液晶行为研究

 以Kumada偶联反应为关键步骤首次合成了未见文献报道的2,4-二胺基-6-(4,5-二癸基噻吩)-1,3,5-三嗪 (T),并制备了在多重氢键作用下T与全氟链苯甲酸(A)形成的超分子液晶复合物.红外光谱(IR)与偏光显微镜(POM)研究表明T与A形成的等摩尔复合物可呈现液晶柱相,其原因可能是T与A通过氢键形成的二聚超分子的中心极性区域由于氢键的存在其极性得到加强,以及全氟链的引入提高了分子内的极性对比,利于微观相分离及分子进行有序自组装.     

土壤-植物根系复合体弹性模量的理论研究

为探索植物根系与土体间相互作用的特性,基于土力学、复合材料力学的基本理论,分析了土壤-植物根系复合材料的性能,借鉴于矩形模型理论的分析方法,并在该模型基础上作了一些简化和假设,详细推导出了土壤-植物根系复合体的弹性模量的理论计算公式,推导过程中综合考虑了应力、应变同时存在的情况,该求解值能够真实完整地代表实际值,以此来推动土壤-植物根系复合体工程特性的深入研究,为工程绿化、植被护坡、边坡稳定等方面的应用提供理论基础。     

IR study on hydrogen bonding in epoxy resin–silica nanocomposites

The chemical and physical interactions between ingredients in composites play an important role in the improvement of service properties. The nucleophilic addition between polymer and isophoron diisocyanate molecules was monitored by FT-IR technique. The intensity loss of isocyanate absorption band in conjunction with the intensity growth of carboxyl absorption band indicates the progress of reaction. FT-IR spectroscopy was also adopted to examine the intermolecular hydrogen bonding of epoxy resin with silica as well as intramolecular one within polymer matrix. The vibration frequency of carboxyl group （-C=O） and hydroxyl group （-OH） shifts from 1736 to 1728 cm^-1and 3420 to 3414 cm^-1, respectively, indicating the occurrence of hydrogen bonding between -C=O and -OH. The vibration frequency of Si-OH moves from 3435 to 3414 cm^-1, suggesting the involvement of silica. Whereas the vibration frequency of pending -OH in polymer chain moves from 3435 to 3420 cm^-1 or 3414 cm^-1, proposing that this kind of interaction can also happen within polymer matrix.     

单壁氮化硼纳米管储氢的理论研究

采用蒙特卡罗方法模拟常温、中等压强下单壁氮化硼纳米管的储氢,重点研究了单壁氮化硼纳米管的管径、管长和手性以及压强对其物理吸附储氢的影响.与单壁碳纳米管的物理吸附储氢相比较,氮化硼纳米管的储氢性能明显优于碳纳米管.计算结果显示,在常温、中等压强下单壁氮化硼纳米管的物理吸附储氢量(质量百分数)可以达到美国能源部提出的商业标准.     

ZnO中若干p型杂质与氢相互作用行为的理论研究

本文综述了我们对ZnO中几种重要的p型受主杂质与H原子相互作用行为的理论研究结果.我们的研究表明,ZnO中H原子可以通过不同的路径迁移到受主杂质（N,Li和Ag）附近,形成稳定的NO-H,LiZn-H和AgZn-H复合体.我们进一步发现在这些复合体形成的过成中,H原子所需克服的能量势垒几乎不超过0.5eV,但NO-H,LiZn-H和AgZn-H复合体的离解所需要的激活能却分别为1.25-1.48eV,1.10-1.35eV,1.10-1.30eV.这表明ZnO中H原子和p型受主杂质形成的复合体在室温下能稳定存在.此外,我们也介绍了这些复合体的电子结构和振动性质.     

Theoretical study on Fe-Al clusters: geometric structure, bonding law and electronic structures

Structures of the small Fe-Al clusters with different atom proportion are calculated using the B3LYP method in density functional theory (DFT). Calculated results show that the Al atoms lose electrons easily while the Fe atoms capture electrons easily. The most stable geometry is the bonding between Fe and Fe atoms and between Fe and Al atoms with the largest possibility, and the cluster stability law with the same atom proportion accords with the change of the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy and the entropy of cluster system. Moreover, the electronic structure study of the ground-state Fe3Al and Fe2CrAl clusters shows that the substitution of Cr atom for the Fe atom located at the next neighboring site of Al atom reduces localized electrons not only between Al atom and the next neighboring Cr atom, but also between Al atom and the nearest neighboring Fe atom. Although the substitution increases the plasticity and the magnetism of intermetallic compound, the stability of the system slightly decreases. Our theoretical results agree well with the experimental results.     

镍掺杂单壁碳纳米管阵列储氢的理论研究

采用巨正则蒙特卡罗方法研究常温和中等压强下镍掺杂对单壁碳纳米管阵列物理吸附储氢的影响.计算结果表明,同碱金属掺杂相比,过渡金属原子的d轨道与碳原子的p轨道之间发生的轨道杂化,能更有效地提高镍掺杂SWCNTA的储氢效果.