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。     

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．     

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。     

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。     

HY分子筛催化异丁烷/丁烯烷基化反应中加成反应的模拟研究

建立了120T HY分子筛模型,采用量子力学与分子力学（QM/MM）相结合的方法,揭示了叔丁基烷氧基团（TBA）〖JP〗与异丁烯/2 丁烯发生加成反应的细节,并比较了二者的异同。结果表明,叔丁基碳正离子是加成反应的过渡态,且TBA与2 丁烯分子发生加成反应的能垒值是与异丁烯反应的2倍左右。这是由于过渡态的碳正离子与异丁烯之间的电荷转移明显大于与2 丁烯的,二者之间的相互作用力更强,故过渡态能量更低。另外,由于TBA与2 丁烯发生加成反应后中心C原子稳定性降低,故需要首先生成“三角形结构”中间产物,再形成C8碳正离子,最终形成C8烷氧基团完成加成反应。     

汽油典型烃分子氧化生胶机理的分子模拟

为深入认识汽油在使用过程中氧化生胶的反应机理,选取汽油中相同碳数的典型烃分子作为模型化合物,采用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法,建立了不同结构的汽油分子通过氧化链式自由基反应生成相对分子质量较大、极性较高的沉积物分子的反应网络。通过对比不同反应路径的反应能垒大小,得出容易氧化生胶的汽油烃分子的结构特点以及贡献生成沉积物的关键控速步骤和关键中间体,从而为抑制该氧化生胶过程提出关键措施。结果表明,汽油分子结构中存在双键α位C-H、叔位C-H或苯基α位C-H时,容易引发链式自由基反应,但能否继续向沉积物的反应方向进行取决于相对分子质量增大后的产物中是否仍然存在双键α位C-H、叔位C-H、苯基α位C-H或者C=O这种使得相邻C-H键变弱的吸电子基团。另外,在氧化生胶反应过程中,氢过氧化物（ROOH）和过氧自由基（ROO·）是最关键的2个中间体,抑制氧化生胶反应的关键在于清除它们。     

摩擦改进剂减摩作用的分子模拟研究

采用分子动力学（MD）和基于密度泛函理论（DFT）的量子化学方法,以油酸、油酸酰胺和二十四烷基环己烷为模型化合物,研究了3种分子与Fe〖DK〗(110)表面的物理/化学吸附作用和分子内聚能,分析了温度对吸附膜稳定性的影响。结果表明,油酸和油酸酰胺与Fe〖DK〗(110)表面通过范德华作用发生物理吸附,分子内通过范德华作用、静电作用和氢键作用结合,物理吸附能远大于分子内聚能,使它们能形成稳定的吸附膜。油酸和油酸酰胺的吸附能和内聚能均比环烷烃分子的高,因此在不同温度下能够形成更稳定的吸附膜。同时,酸和酰胺分子中的OC=O通过向Fe〖DK〗(110)表面提供电子发生化学吸附作用,而烃分子不会发生化学吸附,使油酸和油酸酰胺形成的吸附膜更加稳定。温度升高,分子的动能增加,不利于吸附过程的发生,会使吸附膜的稳定性下降,减摩作用减弱;同一温度下,环烷烃的动能比油酸和油酸酰胺的大,这也是油酸和油酸酰胺形成的吸附膜更加稳定的一个原因。     

生态文明视角下环境管理制度的创新

随着城市化进程不断加快,城市环境问题也日益突出.生态文明建设是城市环境管理的重要内容.为此,本文就立足生态文明视角,深入探究城市环境管理制度的突出问题,并提出创新改革建议,以期为完善环境管理机制提供借鉴.     

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。