一、电荷对Cu_2~(n±)(n=0,1,2)分子离子的势能函数和能级的影响(论文文献综述)
孔祥鹤[1](2021)在《锕系萃取剂及其配位聚合物的设计合成、结构和性能研究》文中研究指明矿物是重要的能源物质,随着对能源的需求日益增长,核能作为新一代高效清洁的能源已成为我国能源组成中的重要部分。核能的发展离不开铀矿的开采和利用。而钍基熔盐堆(TMSR)作为第四代先进核能系统中的代表,非常适合我国钍资源丰富的国情,是国家能源安全的重要保证。然而在铀、钍矿的开采利用、尾矿的处理以及乏燃料后处理过程中会涉及到铀、钍与多种无机或有机含氧配体的化学作用,包括水解、配位与氧化还原反应,以及吸附与离子交换等化学物理行为。环境中的无机酸根及土壤有机质的羧酸根也可与铀、钍形成配位聚合物,从而可能影响其迁移和吸附行为。研究铀/钍-配位聚合物的结构可以为铀、钍元素的萃取、分离、吸附或迁移提供基础的结构参数,为铀、钍资源的高效利用和环境治理提供科学支持和大量的数据模型。对于铀、钍元素的化学研究贯穿整个熔盐反应堆及乏燃料后处理整个核工业体系。现阶段对于钍、铀元素及其裂变产物在各个过程中的存在形式、配合物的分子结构、配位环境等都尚不完全明确,铀、钍元素及其裂变产物的配位化学研究对于核工业及矿业的发展具有重要的意义。本论文的工作从配体的设计出发,基于矿物分离的含氮羧酸配体,构筑了一系列结构新颖的铀/钍-配位聚合物。通过单晶X射线衍射技术解析其精确结构,通过荧光、紫外、红外、等手段研究其物理化学性质;通过质谱结合DFT(密度泛函理论)计算研究了配体与铀酰离子在溶液中的配位化学行为,以及通过理论计算研究超铀元素(镅)的萃取分离行为。此外,进一步探究了铀/钍-配位聚合物作为一种新型的锕系材料在染料吸附,碘分子去除,二氧化碳催化转化等方面的应用。具体的研究内容如下:(1)从配体的设计入手,其中配体的原位合成(ISLS)具有一些独特的优势,不仅可以减少反应进程,也可以合成一些常规方法不能直接合成的产物,实现配合物结构的多样性。我们采用带有亚氨基反应活性位点的半刚性二元羧酸配体H2bc Hba,通过p H和辅助配体调控,发现随着p H的降低,配体逐渐开始发生原位亚硝基化。成功构筑了四例由于配体亚硝基化反应程度不同形成的铀酰配位聚合物,并结合理论计算研究了亚硝基对铀酰配位聚合物构型的影响。随后通过基于三嗪环的三元羧酸配体H3TBPCA与铀酰离子的自组装,成功构筑了一例富氮二维阴离子铀酰有机框架。半刚性三齿配体与铀酰离子呈现多种配位模式,不再形成类石墨烯蜂窝网状平面,而是具有一定厚度的二维层状网络。阴离子骨架可以选择性吸附带正电荷的染料分子,而骨架中具有高密度的Lewis酸性金属中心和碱性的-NH-基团,也可用于有效地催化二氧化碳和环氧化合物的环加成反应。(2)基于软硬酸碱理论,我们利用含氮,氧原子的混合配体-三联吡啶羧酸(Hcptpy),构筑两类杂化过渡-铀酰金属有机框架。其中Hcptpy与过渡金属离子预组装后会形成一个金属化的线性二齿羧酸配体。金属化配体再以铀酰离子为节点,形成无限延伸的一维铀酰链。而链与链之间的空隙中填充了大量的溶剂分子,可以与中性客体分子I2进行交换,对碘具有不错的吸附能力。而当铀酰赤道面上的甲酸根被联苯二羧酸取代后,实现了一维(1D)链向2D+2D→3D的多连锁有机框架结构的转变。此外,这种杂化铀酰金属有机框架可用于催化CO2与环氧化合物的环加成反应。(3)通过水解缩合预组装形成Th6金属化团簇,再与吡唑甲酸、吡啶甲酸配体进行再组装,探索钍团簇的溶液化学行为,合成了基于吡唑、吡啶甲酸的六核钍簇。再通过引入过渡金属与配体的氮端配位,构筑了基于钍簇-异金属的金属有机框架,并进一步探索它们对Re O4-的吸附行为。(4)为了揭示U(Ⅵ)离子与三种不同烷基链PDAM配体在溶液中的配位化学行为,结合电喷雾质谱(ESI-MS)与密度泛函理论(DFT)进行了研究。质谱实验表明[UO2L(NO3)]+是形成的优势配合物。理论计算也证实[UO2L(NO3)]+比[UO2L(OH)·H2O]+更稳定。而配体烷基链的长度对铀酰配合物的配位结构影响不大,但链长的空间位阻效应会影响配位过程中的热力学行为。(5)超铀元素(Am)是乏燃料中的高放废物,研究表明含氮的吡啶吡唑类配体对其具有优异的选择性萃取能力,但是萃取机理尚不明确。通过理论计算从分子层面上去探索萃取剂及其形成配合物的电子结构,研究配体链长及预组织结构对其萃取能力的影响,包括萃取过程中的热力学行为等,为实验上萃取剂的设计和使用提供理论指导。
张雷[2](2021)在《金属簇基配合物合成及其光催化CO2转化性能研究》文中认为金属簇基配合物,是由多金属离子与有机配体通过配位键构筑的晶态配位聚合物,已经被用作催化剂在很多催化领域得到应用。与单原子催化剂相比,金属簇基配合物具有可以提供多电子/多质子转移和协同催化活性,有利于完成复杂多步的催化反应的优势。相比于传统纳米颗粒催化剂,金属簇基配合物由于具有明确的空间结构,有利于从原子层面探究催化反应机理,为建立明确的构效关系提供准确的分子模型和实验依据。此外,金属簇基配合物的结构高度可调性可以有效改善金属团簇催化剂稳定性差、比表面积低等问题。近些年来,金属簇基配合物已经被广泛用于二氧化碳(CO2)的催化转化,但是其中仍然存在诸多困难和挑战,如:很难有效偶联光催化CO2还原反应(CO2RR)和水氧化(WOR)反应以完成人工光合成全反应;难以从CO2为原料直接获得C2+的高附加值产物;难以兼顾高活性和高稳定性的催化性能等。基于此,本文设计构筑了一系列稳定的金属簇基配合物作为高效的CO2光/电催化剂。开展工作如下:(1)我们利用苯骈三氮唑与Ni(Ⅱ)构筑的具有还原性的Ni5簇合物为前驱体再与具有氧化性的多酸簇PMo12直接键合,成功实现人工光合成全反应。我们首次提出构筑还原-氧化(RO)型异金属簇基组装体,并证实这类组装体化合物可以有效偶联光催化CO2还原反应和水氧化反应。此外,我们通过调控还原簇和氧化簇的连接方式,构筑了三例光催化剂(RO,RORO和OR-RO)并对比其光催化性能。测试结果表明,OR-RO连接方式构筑的光催化剂可以有效抑制光生电子-空穴对的复合以达到最好的催化活性。(2)我们利用苯骈三氮唑与Ni(Ⅱ)构筑了溶剂分子配位的Ni9-DMA,并在高温下进行羰基化,得到了具有低配位的Ni(Ⅰ)活性位点的金属-有机配合物Ni9。测试发现,在不添加任何光敏剂、牺牲剂或助催化剂时,Ni9可以在纯水里将CO2还原为乙酸(选择性86.0%)。进一步地,我们构筑了具有更高活性的Ni32。Ni32展现出高选择性(90.2%)、高稳定性(至少720小时)催化CO2到乙酸的性能。这是晶体材料首次在光催化CO2还原过程中完成C-C偶联得到C2产物。此外,我们发现,羰基化的金属簇基配合物具有超强的耐碱性,在20 M的氢氧化钠里浸泡1年之后仍然可以保持结构稳定和良好的结晶性。这在金属-有机配合物领域中也是非常罕见的。(3)在第二个工作中我们发现在构筑羰基配位的金属簇基配合物时可以通过控制原料、反应温度决定产物的核数和活性位点的价态。利用易溶解的配位溶剂分子的低核簇为原料,相比于以金属盐和配体为原料时,可以得到产量、纯度更高的目标簇合物。这也为构筑高核金属簇基-有机框架提供了可行性。基于此,我们通过引入1,2,4-三氮唑,在溶剂热时原位形成线性三核簇,成功构筑了以Ni32为次级结构单元的高核金属簇基-有机框架化合物(Ni32-CO-MOF)。这是目前报道的由最高核数次级结构单元构筑的金属-有机框架化合物。由于Ni32-CO-MOF具有较宽的光谱吸收和高活性的路易斯酸位点,Ni32-CO-MOF展现出常温常压下高活性的光催化CO2环加成为碳酸酯的性能。(4)我们利用三氮唑-吡啶的刚性配体,与Cu(Ⅰ)成功构筑了一例八核铜基配合物NNU-32。并进一步调控实验方案,得到一个基于NNU-32连成的二维簇基配合物NNU-33(S)。我们发现在1M KOH电解液中,NNU-32可以保持结构稳定,NNU-33(S)会发生单晶到单晶的转变为NNU-33(H)。将两例化合物用作为CO2还原电催化剂时,均可以高效稳定的催化CO2为CH4。其中NNU-33(H)展现出优异的甲烷选择性(82%,-0.9 Vvs.RHE,电流密度391 mA cm-2)和催化稳定性(5小时)。这是晶态材料首次实现高选择性电催化转化CO2为甲烷。通过对结构的研究对比和DFT理论计算我们发现,分子内固有的亲铜作用可以促进电催化过程中CO2到甲烷的转化。
杨沙[3](2020)在《金属表面有机分子吸附与开关现象的理论研究》文中研究说明当代信息化社会的蓬勃发展源于硅基电子器件尺寸的不断微型化,当硅片工艺中绝缘层二氧化硅的厚度小于0.7 nm时,量子隧穿效应会导致其绝缘性失效,自上而下的传统工艺无法满足器件进一步缩小的要求。诺贝尔奖得主、着名物理学家费曼在二十世纪五十年代指出:“人类在未来有可能建造分子大小的微型器件,可以把分子甚至单个原子作为建筑构件,在非常小的空间建造物质”。与硅基材料相比,分子器件具有更高的存储密度和更快的响应速度,可以实现传统材料或方法无法获得的物理现象并产生新的器件功能,大大降低材料的生产成本。分子开关是分子器件中最基本的功能,物理上可实现信息存储和逻辑门等功能。分子与电极形成的界面对分子开关的输运性能具有重要的影响,大量研究表明改变分子与电极的接触类型能够有效调控界面耦合强度,控制界面输运性质,优化分子器件的性能。然而界面交互作用复杂,包括共价键、范德华力、泡利排斥力、氢键以及电荷转移等,实验手段很难给出定量的表征。传统密度泛函理论方法常常由于范德华力的缺失或者没有准确的考虑范德华力,导致对界面结构和稳定性的错误的预测。本论文采用密度泛函理论,结合包含金属屏蔽效应的范德华力修正方法,以及非平衡格林函数方法,利用有机分子在金属表面上形成的物理吸附态和化学吸附态设计分子开关,研究从单分子开关到组装分子开关,再到磁分子开关,针对该领域存在的关键科学问题,对涉及到的转变机理、调控手段进行了系统的研究,揭示了双稳态吸附分子开关的转变机制,探讨了提高分子开关体系稳定性和双稳性的方法,提出了用于实现多个分子完全可控转变的操控手段,设计了基于双稳态吸附的金属有机自旋界面。主要包括以下研究内容:(1)针对金属有机界面单分子开关中转变机理不明、稳定性较低的问题,揭示了开关转变机理,并提出采用官能团修饰和施加外场调控金属有机界面的结构和稳定性。研究双噻吩蒽分子在Cu(111)金属表面上形成的物理吸附态和化学吸附态的界面结构、稳定性以及其电子性质,深入探讨了强弱交互作用之间的协同作用机制,阐明了范德华力对界面结构和稳定性的重要作用,揭示了两态间的转变来源于并苯部分,硫原子在开关转变过程中起到钉扎作用。通过分子取代,获得了具有更高水平扩散势垒和稳定性的双硒吩蒽/Cu(111)分子开关。官能团修饰和施加外场可以有效调控有机分子在金属表面上的结构、稳定性以及电子性质,分子开关特性取决于分子电荷重新分布以及界面能级匹配。为了获得双稳吸附分子开关并提高界面结构稳定性和双稳性,应选取具有合适HOMO-LUMO能隙的分子和具有适中表面活性的金属表面。(2)针对组装分子开关中传统方法无法实现精准、高效的多分子转变的问题,利用应变对分子在金属表面的吸附稳定性的影响,提出了利用应变驱动转变的手段。金属表面应变对分子在化学吸附态的稳定性具有显着影响,对物理吸附态的稳定性几乎没有影响,因此可以实现分子在物理吸附态单势阱和化学吸附态单势阱间转变,进而可以驱动分子在化学吸附态和物理吸附态间转变。由于应变是对整个表面均匀施加,所以吸附在金属表面的所有分子均可无差别的进行吸附态转变。金属有机界面接触类型的转变改变了分子与金属间的能级匹配,当界面接入电流回路中时,可实现电导开关的功能。应变驱动分子转变的手段适用于不同覆盖率下的界面体系和不同应力施加方式。零点振动能对两态的相对稳定性较小,随着温度的提高,熵的贡献会逐渐增加,甚至会定性改变两态的相对稳定性。特别的是,应变驱动分子转变的手段具有普适性,可用于吡啶、异喹啉、蒽、双噻吩蒽和双硒吩蒽等分子开关体系。(3)针对传统双稳金属有机自旋界面双稳性易失效的问题,利用卤代苯分子在磁性金属衬底表面的双稳吸附态现象,设计了基于双稳吸附的金属有机自旋界面。苯衍生物分子在Ni(111)表面存在双稳吸附态现象,金属表面原子磁矩随分子的吸附高度减小而单调降低。在物理吸附态下,分子轨道与金属表面原子仅产生微弱的杂化作用,在化学吸附态下,金属表面原子的自旋电子态密度产生了显着的展宽,金属原子的磁性转变主要源于d-π轨道交互作用的贡献。通过控制有机分子在磁性金属表面的吸附态,可以实现自旋界面磁性的可逆控制。四氟代吡嗪/Ni(111)双稳体系在两态下具有相反的自旋过滤效应,这为分子开关存储器件提供了一种新的设计思路。双稳吸附金属有机自旋界面具有普适性,通过改变分子尺寸,发现了更多的双稳自旋界面体系,通过施加应变和元素取代,有效调控了双稳自旋界面的化学吸附态和物理吸附态的稳定性,进而获得了具有优异双稳性和适中转变能垒的自旋界面。
王海燕[4](2019)在《吡啶基有机材料的自组装及其机制研究》文中研究说明分子自组装指的是分子通过相互间作用力自发聚集,形成特定形貌和结构的行为。组装结构往往具有单个分子(片段)不具备的性质和功能,具有广阔的应用前景。有机π共轭分子因其独特的光电性质,借助分子间弱相互作用力,通过自组装构筑新颖结构、性能优异的光电材料备受关注,其中,合适的自组装单元、条件控制对材料的性能至关重要。量子化学方法从化学键和分子间作用力着手,探究自组装产生机制及外界影响因素,反馈指导实验,拓宽研究思路。本文选择吡啶基有机材料作为研究对象,设计、合成了几种香豆素基、三联吡啶基有机单元,研究其光学性能,探索在离子识别、生物显影等方面实际应用;运用 Gaussian09 软件,基于 BP86、B31YP、M06-2X、MP2 等理论方法和 6-31g(d,p)、6-31g(d)、6-311++g(d,p)、cc-pvtz、lanl2dz 等基组,根据实验结果,建立适用于多种目标体系的模型算法,研究NBO电荷分布、WBI键级、HOMO-LUMO能级差、分子间结合能等。实验与理论相结合,探究吡啶基有机材料自组装机制、光学性能调控机理,以及外部环境对自组装材料形貌和光学性能的影响。具体研究内容如下:1.香豆素基吡啶衍生物对Hg2+、Cu2+的识别机制研究设计、合成出香豆素基吡啶衍生物L1和L2,其中,L1含有2个吡啶基团,在水溶液中可识别Hg2+(turn-on)和Cu2+(turn-off),且在乙腈溶液中通过自组装获得L1-Hg2+的单晶;L2含1个吡啶基团,在甲醇-水混合溶液中特异性识别Hg2+(turn-on),但不能识别Cu2+。通过理论计算,确定L1与Hg2+的最佳配位点为吡啶基团N原子,金属中心最佳配位数为五,与自组装得到的单晶结构吻合。基于L1-Hg2+的单晶结构建模计算,推测出L1和Cu2+、L2与Hg2+的五配位模型,分析L2不能识别Cu2+的原因。同时,对比单聚体和多聚体模型,推测L1和L2与被识别离子之间主要以单聚体形式发生自组装。2.三联吡啶基衍生物对Hg2+的识别、应用及机制设计、合成出水溶性较好、具有多配位点发夹结构、含有甲氧基吡啶单元的三联吡啶衍生TPI,其对Hg2+具有良好的裸眼识别能力,检测限为1.38 × 10-7 mol·L-1,能够检测出模拟水样中的Hg2+。此外,TPI还可制备成“试纸”,便携高效实时检测Hg2+,具有实际应用价值。经理论计算发现,TPI与Hg2+配位后产生分子内光诱导电子转移(PET)导致发射峰红移,是TPI对Hg2+具有良好裸眼识别能力的主要原因;通过核磁滴定和质谱分析,推测Hg2+主要跟甲氧基吡啶端配位,不同配位模型的理论计算数据进一步揭示该配位方式的合理性。3.三联吡啶衍生物的制备、自组装机制及单分子/组装聚集体光学性质设计、合成出具有A-π-A结构的2,2’:6’,2"-三联吡啶衍生物PYTPY,获得其单晶结构。基于单晶取模,开展理论计算,分析PYTPY取向生长和聚集形貌之间的关系,及自组装前后光学性质变化机制。研究结果表明PYTPY分子具有较好的平面性,电子离域度高;分子间氢键是PYTPY形成一维和二维堆积结构的主要作用力,π-π弱相互作用推动其形成三维聚集体;在四氢呋喃-水混合溶剂中,PYTPY二聚体在三个维度的弱作用力比值为1.00:0.17:0.60,自组装趋向于生成二维结构;自组装前后的电子跃迁都伴随分子内电荷转移。上述结论与实验结果相吻合,进一步证实建模和计算方法的可靠性。4.三联吡啶衍生物分子PYTPY自组装及光学性质的刺激响应性实验与理论相结合,研究外部环境(包括阴离子、金属离子、酸碱性)对PYTPY自组装和电子跃迁的影响。结果显示,阴离子和钠离子对其自组装形貌影响较小;弱酸环境下PYTPY二聚体在三个维度的弱作用力比值为1.00:0.83:0.96,自组装趋向于形成三维结构,吸收和发射波长红移;酸性增强时,PYTPY二聚体在三个维度的弱作用力比值为2.71:3.66:1.00,趋向于形成一维结构,吸电子基团的吸电子能力增强,导致PYTPY本征吸收峰发生变化,光响应较强。在Ag+诱导下,PYTPY二聚体在三个维度的弱作用力比值为0.98:1.00:0.84,微观上趋向形成三维结构,宏观呈现出由零维纳米结构自组装形成的一维线状结构,同时体系都存在分子内电荷转移(ICT),紫外吸收光谱出现红移。
王荣艳[5](2019)在《有机碱修饰的金属-卤素或拟卤素化合物的构筑及光性能》文中研究指明近年来,金属-卤素或拟卤素化合物作为有机-无机杂化材料的一个分支受到化学工作者的广泛关注,金属-卤素或拟卤素化合物不但结构复杂多样,而且功能性强,例如在光电,染料降解,气体吸附与分离,有机催化等领域都具有很大的应用潜力。通常,金属-卤素或拟卤素化合物均具有良好的的光学性能,例如:荧光热致变色,荧光光致变色,压致变色,光化学传感等。金属-卤素或拟卤素化合物的性能与结构是息息相关的,丰富的金属-卤素或拟卤素化次级构筑单元(Seconds Building Units,SBUs)和多样的有机配体使金属卤素或拟卤素-化合物的结构更加丰富新颖,更加吸引人的是,金属-卤素或拟卤素化合物可以同时具有金属-卤素或拟卤素部分和有机配体的性能。为了进一步研究如何系统的进行合成,并探索结构与性能之间的关系,我们选择了不同的含氮有机配体与金属离子(Cu(Ⅰ),Ag(Ⅰ),Cd(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Bi(Ⅲ))利用水热(溶剂热)法和自然挥发法构筑了二十六例金属-卤素或拟卤素化合物。本论文共分为六章:第一章为绪论部分,本章简要的介绍了金属-卤素或拟卤素化合物的概念,研究进展,发展前景,合成方法及在各个领域的潜在应用。指明了本论文的选题意义,并对所得成果进行了概括。第二章简要介绍了试验方法,试剂及仪器。第三章选用了七个不同的含氮有机配体与金属离子Cu(Ⅰ)在水热(溶剂热)条件下构筑了 8例金属-卤素配位聚合物:[Cul(4,4-dip)](1),[Cu2Br2(1,3-bmip)](2),[Cu4l4(1,4-beib)2](3),[Cul(1,2-bmimb)](4),[Cu4l4(1,3-bmimb)2](5),[Cu4l4(1,3-bmip)](6),[Cu4l4(1,4-dib)](7),[Cul(quin)0.5](8),(4,4-dip = 4,4’-二(咪唑-1-基)-1,1’-联苯,1,3-bmip=1,3-双(2-甲基-咪唑-1-基)丙烷,1,4-beib=14-双(2-乙基-咪唑-1-基)丁烷,1,2-bmimb=1,2-双((2-甲基-咪唑-1-基)甲基)苯,1,3-bmimb=1,3-双((2-甲基-咪唑-1-基)甲基)苯,1,4-dib=1,4-二(咪唑-1-基)苯,quin=5,6,7,8-四氢喹啉)。化合物1、2、4、6、7、8中有机配体起到了桥连作用,将Cu-X部分连接形成二维层状网络,3是一个具有四重互穿的3-D网络结构的化合物,5是分散的四核簇。性能研究表明:化合物1-5具有荧光性能,3发射黄光,5发射红光。4在298 K和77 K时均发射绿光,但是低温时发光强度明显比室温时弱。1和2具有荧光热致变色性能,1在298 K时,最大发射波长为561 nm,发射黄光,而在77 K时,最大峰值为515 nm,发生了 56 nm的蓝移;2在298 K时,最大发射波长为561 nm,为黄光发射,而在77 K时,最大峰值为623 nm,发生了 62 rnm的红移。根据1、2室温低温结构变化对比我们推测:1荧光热致变色性质主要归因于类城墙状Cu-I单链很好的变形性,同时,刚性的4,4-dip分子也起着一定的作用;2的荧光热致变色性质主要归因于1,3-bmip的柔韧性和Cu4Br4簇良好的变形能力。第四章选用了六个不同的含氮有机配体与金属离子(Ag(Ⅰ),Cu(Ⅰ),Pb(Ⅱ),Bi(Ⅲ))在溶剂热条件下构筑了 13例金属-卤素化合物:[H2(1,3-beip)][Ag214](9),[H2(1,3-beip)][Pb2l6](10),[H(1,4-beib)][Ag5I6].DMF(11),[H2(1,4-bmib)][Cu3I5](12),[N,N’-CH3(4,4-dip)][Ag315](13),[N,N’-CH3(4,4-dip)][Cul3](14),[N,N,N’,N’-CH3(pip)][Ag2l4](15),[N,N’,N"-CH3(tib)]2[Ag8I12]I2(16),[N,N’,N"-CH3(tib)]2[Ag6I12](17),[N,N’,N"-CH3(tib)]2[Pb3I12]·2H2O(18),[N,N’,N"-CH3(tib)][Bi2I9](19),[N,N,-bn(dabco)]1.5[Agl4](20),[N,NW-bn(dabco)]1.5[CuI4](21),(1,3-beip = 1,3-双(2-乙基-1H-咪唑-1-基)丙烷,1,4-beib=1,4-双(2-乙基-1H-咪唑-1-基)丁烷,1,4-bmib=1,4-双(2-甲基-1H-咪唑-1-基)丁烷,4,4-dip=4,4’-二(1H-咪唑-1-基)-1,1’-联苯,1,4-bpyp= 1,4-二(啦啶-4-基甲基)脉嗪,pip=哌嗪,tib=1,3,5-三(1-咪唑-1.-基):苯,bn=苯甲基,dabco=1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷)。其中13-21发生了原位N-烷基化反应,13-18中发生了甲基化,20、21中发生了苯甲基化。化合物9-15具有荧光性能:9在室温下不发光,当温度降低至77 K时,发光明显增强,并且在77 K时,9发生明显的荧光光致变色,在激发波长为254 nm时发蓝绿光,365 nm时发黄光。也就是说,9具有潜在的荧光光致变色性质,是一种潜在的荧光光致变色发光材料。10-14在室温时发光均非常弱,但随着温度降低,荧光强度不断增强,在低温77 K时,10发射橘红色光,11-14均发射强烈的黄光,但是都没有发生明显的红移或蓝移。15在298 K时发射黄光。10-14在298 K和77 K时的荧光寿命也进行了测试,测试发现:77 K时的荧光寿命与298 K时的荧光寿命相比均有所增长,这应该与分子的热振动有关,298 K时,分子热振动比较活跃,部分能量以非辐射跃迁的形式被消耗;77 K时,分子的热振动不活跃,更多的能量参与辐射转变。我们推测,随着温度降低化合物9-14中的金属-卤素部分M-I(Ag-I;Cu-I;Pb-I)会发生轻微的变形,但是,光致发光行为对金属-卤素部分M-I(Ag-I;Cu-I;Pb-I)的形变不敏感,所以分子结构中金属-卤素部分M-I(Ag-I;Cu-I;Pb-I)的这一微小变化并没有使化合物的光发射行为发生大的变化。第五章选用了五个不同的含氮有机配体与金属Cd(Ⅱ)利用溶剂挥发法构筑了 5 例金属-拟卤素化合物:[H2(dim)][Cd2Cl5(SCN)](22),[H2(1,3-beip)]2[Cd5Cl12(SCN)2](23),[H2(1,4-dib)][Cd(SCN)4](24),[H2(1,3-bmip)][Cd(SCN)4](25),[H2(1,4-bmib)][Cd2(SCN)6](26),(dim;二(H-咪唑-1-基)甲烷,1,3-beip=1,3-双(2-乙基-1-咪唑-1-基)丙烷,1,4-dib=1,4-二(咪唑-1-基)苯,1,3-bmip=1,3-双(2-甲基-咪唑-1-基)丙烷,1,4-bmip=1,4-双(2-甲基-1-咪唑-1-基)丁烷)。其中22、23均为二维层状氯代硫氰酸镉化合物,22、23结构相似:(ⅰ)具有相同结构的Cd-Cl四核簇;(ⅱ)SCN-基团将1-D Cd-Cl链连接形成2-D层。但是不同的是:22中,Cl-离子将四核团簇双桥连形成无限延伸一维链;23中,是CdCl6基团作为桥连基团,将四核簇连接为无限延伸的1-D链。24、25为一维链状硫氰酸化合物,26为二维蜂窝状硫氰酸镉化合物。化合物22、24-26具有荧光性能,并且24、25具有磷光性能。我们测试了22在298 K时的荧光光谱,24-26在298 K和77 K时的荧光光谱,以及24、25的磷光光谱。测试发现:22发射蓝光;24-26在298 K时发光都非常弱,在77 K时均明显增强;磷光光谱显示,24、25均发射黄绿色磷光。
郭文婷[6](2020)在《Salamo型荧光化学传感器和配合物的合成、表征及其在环境检测与抗癌活性中的应用研究》文中进行了进一步梳理由于人类对自然资源的不合理开采以及对有毒物质的任意排放,导致环境中出现了大量的污染物,这些污染物很容易扩散至水体、土壤或者空气中,并且长期残留,具有“伪持久性”。更为严重的是这些污染物会通过食物链进入生物体。由于在生物体中的累积和放大效应,这些污染物即使是在相当低的浓度,也会对人类健康构成威胁。研究已经证实了肿瘤和神经系统等重大疾病等均与环境中的污染物存在某种关联。因此,通过发展先进的检测方法来检测与监测环境污染物是明确污染源、研究污染物作用机理、预测污染进程、解决环境问题、改善环境条件、保护人体健康的前提。与其它分析方法相比,荧光分析法因具有灵敏度好、检测快速、准确度高和抗干扰能力强等优点,而成为分析检测和跟踪目标污染物最有效和常用的方法。Salamo型化合物因具有良好的稳定性,结构易于优化,制备过程可控以及与金属离子配位能力强等优点,在催化和传感领域表现出了潜在的应用前景。基于此,通过对Salamo型化合物的分子结构进行衍生化,得到了两种半Salamo型单肟配体,分别用这两种配体与铜离子配位从而组装成了相应的配合物及配位聚合物,同时研究了这些配合物在癌症治疗方面的应用。此外,制备了六种结构特异的Salamo型荧光化学传感器,致力于研究其在环境污染物分析检测和环境修复等方面的应用,量子化学理论计算结果与设计思路相一致。研究内容共分为以下六个部分:(1)首次报道了半Salamo型配体HL1的铜(II)配合物的单晶结构[Cu2(L1)2(μ-OAc)2],研究发现铜(II)配合物是通过分子间的氢键相互作用自组装形成一个向内无限延伸的三维的超分子构型。模拟细胞微环境的实验证明了铜(II)配合物可以降低GSH水平,改善肿瘤微环境,且具有协同增强化学动力治疗(CDT)效果。细胞毒性研究表明铜(II)配合物可实现在极低浓度下对HeLa细胞的有效杀伤。(2)以半Salamo型配体HL2为前驱体,经Cu(II)催化作用其O-N键断裂形成的配体HL3与醋酸铜(II)反应得到铜(II)配位聚合物∞[Cu(L3)]。体外实验表明该铜(II)配位聚合物能被肿瘤微环境中的GSH分解和还原得到Cu(I),Cu(I)与肿瘤细胞中过量表达的H2O2发生芬顿反应产生羟基自由基,从而提高了细胞内ROS水平,达到高效的CDT。本研究为开发Salamo型配位聚合物作为增强CDT的潜在抗癌药物提供了新的策略。(3)首次合成了不对称单Salamo型荧光探针G1,并用于高选择性检测硼酸盐和甲醛。其检测机理是G1与硼酸盐发生配位反应关闭了G1的激发态分子内质子转移(ESIPT)过程,从而达到了对硼酸盐比率检测。此外,G1可以用于检测和确定被污染的水体和土壤中硼酸盐的含量,从而在工业废水监测中有良好的应用前景。有趣的是G1和硼酸盐形成的复合物G2可以用于对HCHO污染物实现快速、高选择性和高灵敏度的检测。其检测机理是通过坎尼扎罗歧化反应诱导传感器G2分子结构内硼酸基脱去,触发“启动”Salamo型传感器荧光团。传感器G2在空气和水中能稳定存在,在检测甲醛的同时,将有毒性的甲醛进一步转化为毒性低的化合物。实验证明传感器G2可以用于冷冻食品和水体中甲醛污染物分析。此部分的研究工作也证明:设计的不对称单Salamo型荧光化学传感器可将污染物转化达到消除污染的目的,在环境修复中具有很大的应用前景。(4)首次将单激发双发射半Salamo型传感器G3用于H+的高灵敏检测,其检测范围是pH=2~11。传感器G3检测机理是基于不同pH环境下分子呈现不同的互变异构体构型,从而抑制或开启ESIPT过程,并在生理pH环境中可实现比率传感。此外,发光Salamo型萘基传感器G3分子结构中含有Cu2+离子配位的N2O2配位空腔,可实现高选择性、高灵敏度识别Cu2+离子,其检测限为2.4×10-12mol/L。同时,该传感器G3可实现对实际水样(自来水和黄河水)中Cu2+离子的检测。为提高传感器的应用便捷性,通过制备负载传感器G3的试纸,可方便、快捷和准确地应用于实际水样中Cu2+离子的检测。此外,传感器G3对于Cu2+的识别过程可以应用于防伪领域中,这将大大拓展传感器G3的应用潜力。(5)首次开发出半Salamo型荧光传感器G4用来特异性识别精氨酸(Arg)和谷胱甘肽(GSH),其中Arg使传感器的荧光增强,而GSH使传感器的荧光猝灭。传感器G4也是第一个在含水体系中可以对Arg进行荧光检测的Salamo型荧光小分子传感器。研究发现传感器G4中不同的取代基对分子识别起着重要作用。经实验及量子化学理论计算证实了传感器G4和精氨酸形成了1:1的复合物,可以用于食品及药品中Arg的测定。传感器G4在结构中存在两个潜在活性位点,可以区分GSH与Cys/Hcy,从而建立了一种生物硫醇鉴别新策略。利用三种硫醇结构上的细微差别以及传感器G4中两个特异性结合的活性位点,消除了Cys与Hcy存在时对GSH的干扰,这为3种生物硫醇的荧光区分识别提供了可能。同时该方法具有快速、简便和经济的优点,且传感器G4细胞毒性较小,可进一步拓展应用到生理环境检测。此部分研究工作也证明:设计的新型半Salamo型荧光传感器G4在灵敏性和选择性方面有着明显的优势,有望用于疾病的早期诊断。(6)合成了Salamo型荧光传感器G5,利用其结构中Schiff碱(亚胺)键的断裂和生成分别实现了对Cl O-和SCN-高灵敏和快速识别。传感器基于分子内电荷转移(ICT)作为信号机制,通过改变电子的推-拉能力,分别实现了对ClO-和SCN-的比率荧光响应。经实验验证该传感器能在实际水样(自来水和黄河水)中很好地实现对目标物ClO-和SCN-的比率检测。基于ClO-和SCN-之间的氧化还原反应,传感器G5在检测环境体系中污染离子的同时,还可以通过化学反应降解水中的污染物而不对环境产生影响。与其它类型的传感器相比,单Salamo型荧光传感器G5具有合成简便、选择性好、灵敏度高、操作简便易行、响应时间快和可重复利用等优点。
赵志[7](2018)在《金属二氧化碳复合团簇离子的红外光解离光谱研究》文中研究说明金属对CO2的还原与转化是实现碳资源的循环利用和降低温室气体含量的有效途径,然而在凝聚相中由于周围环境的复杂性和多变性致使对它们的反应机理尚不明确。在分子水平上建立金属-CO2复合团簇模型,研究金属与CO2的相互作用,通过实验和理论方法相结合,能够精确解析催化活性位的结构,进而研究CO2分子与催化剂之间的催化反应机理,对催化剂的设计和优化具有指导意义。但是,上述过程的关键反应中间体的数量密度很低(106/cm3),并且不能长时间稳定存在,因此对这些分子的探测和表征需要高灵敏度、瞬态探测的实验方法。实验室自主研制了红外光解离光谱实验装置,包含四级杆质谱仪、低温离子阱以及飞行时间质谱仪,能够对单个离子响应,灵敏度比传统的红外吸收光谱高7个数量级,克服了传统的红外吸收光谱技术灵敏度低以及空间、时间分辨能力差等弱点。并且在通用型激光溅射离子源的基础上设计了新型开放式离子源,能够产生含有多个配体的团簇离子,非常适用于复合团簇离子的研究。采用红外光解离光谱实验与理论计算方法紧密结合,研究了一系列金属原子和氧化物与CO2的反应机理。在对Cu+和Ag+与CO2相互作用的研究中,发现[M(CO2)n]+(M=Cu,Ag)离子团簇中,CO2通过电荷-四极矩静电相互作用以端式配位的结构与Cu+和Ag+相互结合,不存在氧化物-羰基结构和羰基-碳酸盐的配位方式。由于金属原子大小的不同,CO2与Cu+的最大配位数是6,与Ag+的最大配位数是8。之后通过对[YO]+与C02相互作用的红外光解离光谱研究发现,对于[YO(CO2)n]+团簇离子,在n≤3团簇中,CO2分子以电荷-四极矩静电相互作用的方式形成端式配位的溶剂化构型;在n≥4团簇中,CO2分子与[YO]+生成了碳酸盐结构[CO3]2-,实现了构型的转化。理论计算表明,CO2分子向金属原子提供了电子,从而帮助Y=O和CO2转化为碳酸盐。我们的研究从分子水平上揭示了配体诱导的CO2碳酸化机制。最后研究了[ZrO]+与CO2分子之间的反应,研究发现对于[ZrO(CO2)n]+体系,在n≤2团簇中,CO2分子与金属离子形成端式配位的线性构型;在n≥3团簇中,CO2分子与[ZrO]+发生还原反应,生成了[ZrO]2+·[CO2]-构型。结果表明,在溶剂化的作用下,金属原子价态升高,与吸附的CO2分子发生反应,使得离子核心由[ZrO]+·[CO2]转变为[ZrO]2+·[CO2]-。CO2分子由于得到负电荷而发生了弯曲,弱化了 C-O键,实现了对CO2的还原。我们的研究为CO2还原催化剂的设计提供了新的思路,对碳资源循环利用和CO2减排具有重要意义。
朱光亚[8](2016)在《高速列车弓网电弧演化特性及其数值模拟》文中提出随着我国经济、技术的快速发展,对高速铁路的可靠、安全、稳定运行提出了越来越高的要求。随着高铁运行速度的不断提高,弓网关系作为列车运行的三大关系之一,成为制约高速铁路发展的瓶颈。当列车在运行过程中,由于受电弓弓头的振动、接触线轨道线路不平顺、接触线和滑板的电气不匹配等原因,导致弓网之间离线现象频繁发生,并容易产生弓网电弧。电弧的存在,一方面对于维持列车的持续受流具有重要的作用,另一方面,弓网电弧燃弧时产生的过电压会对牵引供电系统、列车内部的电气设备造成损坏。同时,电弧的燃烧会给弓网系统接触材料表面带来严重的电气损伤,一定程度上降低弓网系统的服役性能,甚至会导致故障、事故的频繁发生。因此,开展有关弓网电弧的燃弧特性的研究是尤为重要的。前期针对电弧特性的研究主要是围绕电弧燃弧过程中的电气参数进行分析,对其物理特性以及电弧造成弓网系统电气损伤的机理研究较少。本文针对电弧燃弧过程中的特性进行研究,建立了多物理场耦合分析弓网电弧物理模型,探究了弓网电弧的关键影响因素,模拟了电弧燃弧随时间的动态演化过程。主要开展的研究工作如下:(1)基于电弧燃弧过程中多物理场相互作用机理,对各个物理场进行解耦,建立了弓网电弧的物理分析模型;采用仿真计算软件Fluent,搭建简化的弓网系统几何模型,建立电弧燃弧过程中的Navier-Stokes控制方程,对软件进行二次开发,设置电弧等离子体物性参数及方程源项等参数,并通过对模型施加合理的边界条件,从而求解方程,得出弓网电弧的燃弧特性。(2)改变所建电弧模型中输入的电弧电流大小、弓网间隙距离大小以及接触线底部廓形半径的大小,分析各种不同情况时,电弧等离子体、接触网导线和受电弓滑板内部的温度分布特性,揭示弓网系统的电气磨损机理,探究降低接触线表面材料电气磨损的方法。基于弓网电弧模拟试验平台,采用高速摄影仪拍摄电弧燃弧图像,通过对电弧演化过程的形态图像结果进行处理,研究得出电弧燃弧剧烈程度的变化情况,从而验证仿真模型的正确性。(3)通过对模型施加正弦时变的电弧电流,揭示了弓网电弧随时间演化特性以及在受电弓降弓过程中的电弧动态演化过程。改变模型入口气流场速度,解析在不同列车运行速度情况时,电弧等离子体的温度分布特性。发现随着列车运行速度的提高,电弧弧根偏移量增大,弧柱半径不断缩小,可能会发生断弧现象。
任桂明[9](2016)在《氧化铝氢化同素效应及FeH2分子势能函数研究》文中研究说明密度泛函是一种以多电子、多核体系的电子结构及总能量为研究对象,以量子力学为理论基础的理论方法,它在凝聚态及化学等领域应用广泛,主要用于研究分子和凝聚态体系的结构等性质。密度泛函理论是目前多种领域中电子结构计算的常用方法。过渡金属氢化物如FeH2在氢化、烷烃活化反应的催化等方面存在价值,FeH2分子的光谱在恒星大气中被发现,它对研究恒星的演化也有价值,以及铝的化合物,如Al2O3和铝的氢化物在化学反应和火箭推进技术中广泛应用。故而,近年来关于金属氢化物和作为稀土的铝的氧化物的性质和应用研究备受关注。本文的研究工作主要有两个方面:第一方面的内容是:双原子分子和三原子分子及其离子体系的势能函数,主要包括AlO中性分子,±1价阴阳离子,±2价阴阳离子和FeH分子,这六个分子或分子离子的势能函数及其解析表达式,由这些势函数的代数式为基础,推导出相应的光谱数与函数拟合参数的关系,由它们计算出这些分子及分子离子的光谱常数,根据多体展开方法讨论和重构了二氢化铁基态的势能面,得到了该分子势函数的代数式。第二方面的内容是:研究氢化氧化铝过程中,焓的改变和熵的改变及吉布斯能的改变量,以及这些改变量与温度的关系,研究该过程中氢的平衡压随温度改变的趋势,及其中如果参与反应的为氢同位素,这种趋势间的关系。分析了氧化铝与三个氢原子结合为三氢化三氧化二铝过程中氢气吸附的同位素效应。本学位论文的第一研究内容又可以划分成两部分:第一部分内容为:用多密度泛函,多体微扰和组态间相互作用等方法来比较研究AlO中性分子,±1价阴阳离子,±2价阴阳离子的平衡几何构型及用B3LYP和BP86两个密度泛函方法研究了它们的势能函数,并通过四参数Murrel-Sorbie函数,八参数Murrell-Sorbie函数和Z-W函数拟合并得到势能函数的解析表达式,比较了这三种解析势能函数拟合不同类型势能函数的优劣。第二部分内容为:研究了FeH和FeH2中性分子的势能函数及其解析表达式。首先运用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311++g**基组水平上对这两个中性分子的多个自旋多重度下的最低能量构型进行了预测,研究发现FeH2和FeH的稳定结构有明显的自旋极化效应现象,也就是说这两个分子中如果原子的自旋结构不同,其分子体系的稳定构型及其物理性质都均受到显着影响。研究表明二氢化铁基态属C2v点群。本学位论文由H2分子的基态和FeH基态的势函数代数式为FeH2多体势函数中的双体项,用多体展式方法,推导并重构了FeH2基态中性分子的势函数的解析形式。根据得到的基态FeH2三原子解析势函数讨论该分子的离解通道,结果表明:H+FeH反应得到属于C2v点群的中性基态FeH2分子这个反应通道有一深度为4.68e V的势阱,该反应通道上有一个势垒,也就存在一个过渡态和一个亚稳态。这个亚稳态是一个H-Fe-H形状的配位化合物分子。化学反应通道Fe+H2→HFeH过程中的焓变△H=-0.08305 e V,因而该反应通道为放热反应。铁被两氢以大略145?角度分别靠近的通道上没有势垒,它为一无势垒通道反应。也就是说论文中讨论的三个反应通道都是合理的。为研究铁储氢及铁氢化合物在催化等过程中的作用机理及铁氢化合物的光谱表征指认提供理论参考。本文的第二个体系研究为:Al2O3+3/2H2→Al2O3H3反应的氢同位素效应。用密度泛函理论中的B3LYP方法在6-311++G(d,p)基组上对Al2O3H3中性分子的基态构型和中性分子Al2O3M3及M2(M=H,D,T)分子体系的总电子能量E、定容热容Cv及其熵S进行了理论预测,讨论认为Al2O3固体吸附氢、氘和氚的反应过程中,有同位素排代效应,并且与文献报道的钛等金属对氢气及其同位素气体的排代结论刚好相反。本文预测的这种排代效应非常微弱,当温度升高就趋于消失了。
黄冰[10](2015)在《固体表面反应性理论研究》文中研究表明无论是理论物理还是理论化学,对相互作用的研究都是最为基础和重要的。在理论化学的框架内,相互作用的最普遍的表现形式是化学键的形成(或断裂)。自化学键的概念被建立起,人们就开始思考原子间是如何发生相互作用进而形成分子。几百年过去了,人们对化学键本质的认识依然是非常有限的。许多非常根本的问题,如究竟是什么因素决定了化学键的强度,依然悬而未决,而且似乎离完美的解答还非常遥远。尤其是近十年来表面科学的兴起,对化学键的研究不再限制于经典的分子体系,化学键的概念得到了进一步的延伸;同时,这种扩展体系也带来了许多复杂的新的现象和规律。探索这种新的现象和规律对于人们认识和理解化学键的本质无疑是非常关键的,这也将为人们发展新的概念性的相互作用模型(即所谓的化学反应活性理论)去预测相互作用强度奠定基础;在应用的层面,人们则能够去理解特定固体表面的催化性能的好坏,进而指导催化剂的设计。尽管许多针对化学键的理论分析方法已经建立,但对不同固体表面以及不同吸附质在固体表面上的吸附的系统规律的研究却很少。借助基于LCAO的DFT方法以及各种分析手段,如布居分析、 COOP/COHP分析和Wannier函数分析等,本文的工作对金属表面上的化学吸附键取得了一系列的认识。以下列出列出这些新认识中的最为重要的几点:首先,只有简单金属的s电子才可由自由电子气模型描述,与吸附质作用时表现出离子性:p电子因其轨道重叠的方向依赖性,并不那么“简单”,且与吸附质通常形成的是共价键。另外,不同的简单金属其电子结构的差异是较为明显的,进而导致活性上的差异;其次,过渡金属表面的sp电子与简单金属的sp电子存在着较为明显的差异。具体而言,过渡金属表面的sp电子间的键更接近共价键,而非金属键。过渡金属表面与简单金属表面的电负性差异几乎完全由sp电子的电负性差异决定,而且过渡金属表面的sp电子的电负性普遍比简单金属的大;再次,表面上的化学吸附键与经典的分子中的成键在“宏观”上是非常相似的,这可由键级计算结果和最大定域化的Wannier函数分析予以说明。建立在上述表面化学吸附键的新认识的基础之上,并充分地借鉴已有的分子活性和固体表面活性的基本理论,我们就具备了建立适用于固体表面的活性理论的先决条件。通过基于微扰理论的定性分析,我们认识到对于固体表面,决定其反应活性的是那些距费米能级较近的能级,而那些相距较远的能级的贡献则几乎可以忽略。即,各能级对成键的贡献随着在能量轴上远离费米能级(能量更正或更负)而变小。这启发我们将体系的空间局域态密度乘以一窗口函数,而当该窗口函数为费米-狄拉克分布的导函数时,得到的图像即为有限电子温度下的软度!当电子温度为绝对OK时,它就近似退化为费米能级处的局域空间态密度(在分子体系即为通常意义的软度)。为了体现这种思想的精要,我们将其称之为“费米软度”。这种图像能够同时描述不同相似体系间的反应活性差异,也能体现同一体系的不同空间位点的活性差异,甚至能对吸附的形态给出预测。这个概念的合理性以及潜在的广泛应用在本文中有大量的计算或实验结果予以说明。Fermi软度在一定程度上能够同时描述分子-分子间(此时的Fermi软度即为分子中普通的软度概念)和固体-分子间的相互作用,但它离真正意义上的统一描述还很遥远。若试图从概念层面上统一地描述化学键,必然意味着化学键的解耦。尽管化学键不同于任何经典的相互作用(这些经典的相互作用通常可由参与作用的个体的内禀性质决定,如固定间距下的A-B间的库仑力可由A和B各自的电荷密度决定),我们发现很可能存在着一种复数内禀性质R(=√εeiη),它能够通过式子EAB=|RA-RB*|2直接地求得键能的绝对数值。该模型己通过超过800个典型的键能数据(包括共价键、金属键和表面吸附键等)予以证实。在本文中,该模型可被解释为两个同时发生的事件的“干涉”,这两个事件分别是从A和B中分别释放出一定原先储存在各自内部的能量,各自的能量振幅分别为RA和RB。更深入的研究表明,复数R中的能量因子即为化学物种中价电子的平均能量,而相位因子则和相互作用时导致的电子活动空间的压缩率相关。
二、电荷对Cu_2~(n±)(n=0,1,2)分子离子的势能函数和能级的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电荷对Cu_2~(n±)(n=0,1,2)分子离子的势能函数和能级的影响(论文提纲范文)
(1)锕系萃取剂及其配位聚合物的设计合成、结构和性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 矿物与晶体 |
1.1.1 矿物的简介 |
1.1.2 矿物晶体学 |
1.2 铀(钍)矿与配位化学 |
1.2.1 铀(钍)矿资源概述 |
1.2.2 铀矿物的晶体化学 |
1.3 铀/钍-有机配位聚合物 |
1.3.1 配位聚合物 |
1.3.2 铀酰-有机配位聚合物 |
1.3.3 钍-有机配位聚合物 |
1.3.4 铀/钍配合物在核能中的应用 |
1.4 本课题的选题目的、意义和研究思路 |
1.4.1 铀/钍-有机配位聚合物研究中的不足 |
1.4.2 本课题的选题目的与意义 |
1.4.3 本课题的研究思路 |
第2章 基于半刚性含氮羧酸配体构筑的铀酰配位聚合物及其应用研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验仪器及药品 |
2.2.2 配合物晶体的合成 |
2.2.3 单晶结构测试与解析 |
2.3 亚氨基二元羧酸原位硝基化诱导铀酰配位聚合物结构的多样性 |
2.3.1 晶体结构描述 |
2.3.2 晶体结构讨论和DFT计算分析 |
2.3.3 配合物和配体构象变化分析 |
2.3.4 PXRD、FTIR、TGA和 FL光谱 |
2.3.5 本节小结 |
2.4 基于三元羧酸构筑阴离子铀酰-有机框架结构及其应用探索 |
2.4.1 晶体结构描述 |
2.4.2 阳离子有机染料污染物的选择性吸附 |
2.4.3 配合物催化CO_2与环氧化合物的环加成反应 |
2.4.4 结构分析和DFT计算分析 |
2.4.5 PXRD、FTIR、TGA、UV-vis和 FL光谱 |
2.4.6 本节小结 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于三联吡啶羧酸-金属化配体策略构筑杂化铀酰配位聚合物 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验仪器及药品 |
3.2.2 配合物晶体的合成 |
3.2.3 单晶结构测试与解析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 晶体结构描述 |
3.3.2 结构讨论和计算分析 |
3.3.3 配合物用于碘的捕获和释放 |
3.3.4 配合物催化CO_2与环氧化合物的环加成反应 |
3.3.5 PXRD、TGA、FTIR和 UV-vis光谱 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于吡啶吡唑羧酸配体构筑的金属化钍簇及钍基异金属有机框架 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验仪器及药品 |
4.2.2 配合物晶体的合成 |
4.2.3 单晶结构测试与解析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 晶体结构描述与讨论 |
4.3.2 钍基MOF对 ReO_4~-的吸附去除 |
4.3.3 ReO_4~-的吸附机理分析 |
4.3.4 PXRD、TGA和 FTIR光谱 |
4.4 本章小结 |
第5章 铀酰与邻菲罗啉二酰胺配体衍生物在溶液中的配位行为研究 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验药品 |
5.2.2 实验方法及计算方法 |
5.3 结果和讨论 |
5.3.1 U(Ⅵ)配合物的ESI-MS研究 |
5.3.2 U(Ⅵ)配合物的MS-MS研究 |
5.3.3 U(Ⅵ)配合物的DFT计算 |
5.3.4 U(Ⅵ)配合物的TD-DFT计算 |
5.4 本章小结 |
第6章 吡啶吡唑配体对Am(Ⅲ)/Eu(Ⅲ)分离的理论研究 |
6.1 引言 |
6.2 计算方法 |
6.3 吡啶吡唑配体PypzH对 Am(Ⅲ)/Eu(Ⅲ)萃取机理研究 |
6.3.1 吡啶吡唑配体PypzH |
6.3.2 1:1 型萃取配位聚合物 |
6.3.3 1:2 型萃取配位聚合物 |
6.3.4 本节小结 |
6.4 吡啶吡唑基配体的预组织结构对Am(Ⅲ)/Eu(Ⅲ)分离影响的分析 |
6.4.1 吡啶吡唑基配体(BPP-BPPhen)的预组织结构 |
6.4.2 [ML(NO_3)_3]型配位聚合物 |
6.4.3 本节小结 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 论文创新点 |
7.3 不足与展望 |
参考文献 |
附录一 配位聚合物相关表征与结构描述 |
附录二 配位聚合物的晶体学及计算数据 |
作者攻读学位期间的科研成果 |
致谢 |
(2)金属簇基配合物合成及其光催化CO2转化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 金属簇基配合物简介 |
1.3 光催化CO_2还原反应 |
1.3.1 光催化CO_2还原反应机理 |
1.3.2 光催化CO_2还原反应装置 |
1.3.3 光催化CO_2还原反应研究现状 |
1.3.4 金属簇基配合物用于光催化CO_2还原反应 |
1.4 电催化CO_2还原反应 |
1.4.1 电催化CO_2还原反应机理 |
1.4.2 电催化CO_2还原反应研究现状 |
1.5 CO_2为原料的有机催化反应 |
1.5.1 CO_2为原料的有机催化反应类型 |
1.5.2 金属簇基配合物用于有机催化CO_2转化的研究现状 |
1.6 本论文选题依据和研究内容 |
第2章 设计组装还原-氧化型异金属簇基组装体用于人工光合作用全反应 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 表征仪器和方法 |
2.2.3 晶体合成 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 单晶结构表征 |
2.3.2 光学性能表征 |
2.3.3 人工光合成全反性能表征 |
2.3.4 结果与讨论 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于Ni(Ⅰ)的金属簇基配合物实现高选择性光催化还原CO_2为乙酸 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 表征仪器和方法 |
3.2.3 晶体合成 |
3.2.4 光催化性能测试方法及产物表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 单晶结构分析和Ni(Ⅰ)位点的判定及表征 |
3.3.2 稳定性和光学性能表征 |
3.3.3 光催化CO_2还原性能 |
3.3.4 机理研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于Ni_(32)构筑的高核簇基框架化合物及其光催化CO_2环加成反应的性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 表征仪器和方法 |
4.2.3 晶体合成 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 从低核簇到高核簇的分级合成组装 |
4.3.2 从低核簇到高核簇的分级结构组装 |
4.3.3 Ni_(32)-CO-MOF的晶体结构分析及其表征 |
4.3.4 Ni_(32)-CO-MOF的光学表征及光催化CO_2环加成反应性能研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 晶态催化剂中的亲铜相互作用促进电催化CO_2高选择性还原生成CH_4 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 表征仪器和方法 |
5.2.3 晶体合成 |
5.2.4 电催化性能测试方法及产物表征 |
5.2.5 密度泛函理论(DFT)计算方法 |
5.3 结构与讨论 |
5.3.1 单晶结构 |
5.3.2 铜簇的稳定性表征 |
5.3.3 电催化CO_2还原的性能 |
5.3.4 机理研究 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在校期间的学术论文及科研成果 |
致谢 |
(3)金属表面有机分子吸附与开关现象的理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属有机界面 |
1.2.1 吸附现象 |
1.2.2 吸附交互作用模型 |
1.2.3 电荷转移与功函数 |
1.3 基于金属有机界面的分子开关 |
1.3.1 分子电子学 |
1.3.2 分子开关的分类及基本原理 |
1.3.3 分子开关的发展与挑战 |
1.4 选题意义及研究内容 |
2 理论基础和计算方法 |
2.1 引言 |
2.2 基于波函数的量子化学方法 |
2.2.1 玻恩-奥本海默近似 |
2.2.2 平均场近似 |
2.2.3 Hatree-Fock方程 |
2.3 密度泛函理论 |
2.3.1 Thomas-Fermi理论 |
2.3.2 Hohenberg-Kohn定理 |
2.3.3 Kohn-Sham方程 |
2.3.4 交换关联泛函 |
2.4 基于密度泛函理论的范德华力修正方法 |
2.5 分子器件输运理论 |
3 双噻吩蒽/金属单分子开关的转变机理与调控 |
3.1 引言 |
3.2 计算方法与模型 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 界面吸附结构与稳定性 |
3.3.2 界面两态的转变路径与转变机理 |
3.3.3 吸附结构对界面输运性质的影响 |
3.3.4 界面结构与稳定性的调控 |
3.3.5 外场对开关转变的影响 |
3.4 本章小结 |
4 应变驱动的吡嗪/金属组装分子开关的可控转变 |
4.1 引言 |
4.2 计算方法与模型 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 应变对界面结构和稳定性的影响 |
4.3.2 应变对界面电子性质和输运性质的影响 |
4.3.3 覆盖率、应变方式以及温度对应变驱动转变的影响 |
4.3.4 应变调控分子开关转变的普适性 |
4.3.5 分子尺寸和能隙对应变调控的影响 |
4.4 本章小结 |
5 苯衍生物/铁磁性金属界面的磁双稳态与输运性质 |
5.1 引言 |
5.2 计算方法与模型 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 界面磁双稳态的结构与稳定性 |
5.3.2 吸附构型对界面自旋极化性质的影响 |
5.3.3 吸附态对自旋输运性质的影响 |
5.3.4 磁双稳态的转变能垒与双稳性调控 |
5.3.5 双稳态金属有机自旋界面的普适性 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 后续工作及展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)吡啶基有机材料的自组装及其机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 有机材料自组装及研究进展 |
1.1.1 自组装概述 |
1.1.2 有机材料自组装机制 |
1.1.3 影响分子自组装的外界因素 |
1.1.4 自组装的材料类型 |
1.2 理论基础、计算方法及相关概念 |
1.2.1 理论基础 |
1.2.2 计算方法 |
1.2.3 高斯软件及基函数组 |
1.2.4 相关概念简介 |
1.3 论文设计思想和研究内容 |
参考文献 |
第二章 香豆素基吡啶衍生物对Hg~(2+)、Cu~(2+)的识别机制研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 合成与表征 |
2.2.2 金属离子识别 |
2.2.3 识别机理测试 |
2.3 计算方法 |
2.4 计算结果讨论 |
2.4.1 最佳配位点筛选 |
2.4.2 最佳配位数筛选 |
2.4.3 L1与HgCl_2单体结合及多聚体结合方式比较 |
2.4.4 理论值与实验值比较 |
2.4.5 L1、L2与Cu~(2+)配位模式推理 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 三联吡啶衍生物对Hg~(2+)的识别、应用及机制 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原料与试剂 |
3.2.2 实验仪器及计算方法 |
3.3 TPI识别Hg~(2+)的光学性质 |
3.3.1 在水溶液中TPI对Hg~(2+)的选择性和灵敏性研究 |
3.3.2 TPI的实际应用 |
3.4 TPI的设计思路及识别机理 |
3.4.1 TPI的设计思路 |
3.4.2 TPI识别机理的实验 |
3.4.3 TPI识别机理的理论计算 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 三联吡啶衍生物的制备、自组装机制及单分子/组装聚集体光学性质 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 原料和试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 计算方法 |
4.2.4 PYTPY的合成 |
4.2.5 PYTPY的晶体结构 |
4.2.6 PYTPY的分子堆积结构 |
4.3 PYTPY自组装聚集体取向生长 |
4.3.1 取向生长的理论计算 |
4.3.2 PYTPY不同聚集程度的自组装形貌 |
4.4 PYTPY的光学性质 |
4.4.1 PYTPY单分子紫外吸收及荧光发射 |
4.4.2 PYTPY二聚体紫外吸收及荧光发射 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 三联吡啶衍生物PYTPY自组装及光学性质的刺激响应性 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 试剂和仪器 |
5.2.2 计算方法 |
5.3 PYTPY聚集、形貌以及电子跃迁的酸效应 |
5.3.1 不同当量酸度下PYTPY聚集模型的建立 |
5.3.2 不同酸度下PYTPY聚集体形貌 |
5.3.3 不同当量酸度下PYTPY单体、聚集模型紫外吸收 |
5.3.4 不同当量酸度下PYTPY单体、聚集体紫外吸收和荧光发射光谱 |
5.4 银离子对PYTPY自组装聚集、形貌及电子跃迁的影响 |
5.4.1 银离子诱导聚集模型的建立 |
5.4.2 银离子诱导PYTPY聚集体的形貌表征 |
5.4.3 银离子诱导对PYTPY二聚体电子云密度分布和紫外吸收的影响 |
5.4.4 银离子诱导PYTPY二聚体紫外吸收和荧光发射光谱 |
5.5 不同阴离子的钠盐对PYTPY聚集形貌的影响 |
5.6 本章小结 |
参考文献 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
博士期间发表论文 |
(5)有机碱修饰的金属-卤素或拟卤素化合物的构筑及光性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属-卤素或拟卤素化合物的研究进展 |
1.2.1 铜(I)-卤素化合物的研究进展 |
1.2.2 银(I)-卤素化合物的研究进展 |
1.2.3 镉(II) -拟卤素化合物的研究进展 |
1.3 金属-卤素或拟卤素化合物的合成方法 |
1.4 金属-卤素或拟卤素化合物结构的影响因素 |
1.4.1 有机配体 |
1.4.2 中心金属离子 |
1.4.3 其他 |
1.5 金属-卤素或拟卤素化合物的应用 |
1.5.1 金属-卤素或拟卤素化合物的发光机理 |
1.5.2 荧光热致变色性能 |
1.5.3 荧光光致变色性能 |
1.5.4 压致变色性能 |
1.5.5 磷光性能 |
1.5.6 染料降解性能 |
1.5.7 气体吸附性能 |
1.5.8 碘吸附性能 |
1.6 选题目的意义和主要成果 |
1.6.1 选题目的和意义 |
1.6.2 主要成果 |
第二章 试验方法、仪器和试剂 |
2.1 试验方法、测试仪器和设备 |
2.1.1 试验方法 |
2.1.2 试验仪器 |
2.1.3 试验试剂 |
第三章 Cu(I)-卤配位聚合物的合成、结构及其光性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 化合物1-8 的合成 |
3.2.2 化合物1-8的合成分析 |
3.3 结构部分 |
3.3.1 化合物1-8 的结晶学数据 |
3.3.2 化合物1-8 的结构描述 |
3.3.3 化合物1-8 的结构讨论 |
3.4 基本表征与性质研究 |
3.4.1 化合物1-8的XRD谱图分析 |
3.4.2 化合物1-8 的红外光谱 |
3.4.3 化合物1-8 的热重分析 |
3.4.4 化合物1-8 的固体紫外-可见谱图分析 |
3.4.5 化合物1-5 的荧光性能 |
3.5 小结 |
第四章 Ag及其它金属(Cu,Pb,Bi)-卤素化合物的合成、结构及其光性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 化合物9-21 的合成 |
4.2.2 化合物9-21的合成分析 |
4.3 结构部分 |
4.3.1 化合物9-21 的结晶学数据 |
4.3.2 化合物9-21 的结构描述 |
4.3.3 化合物9-21 的结构讨论 |
4.4 基本表征与性质研究 |
4.4.1 化合物9-21的XRD谱图分析 |
4.4.2 化合物9-21 的红外光谱 |
4.4.3 化合物9-21 的热重分析 |
4.4.4 化合物9-21 的固体紫外-可见谱图分析 |
4.4.5 化合物9-15 的荧光性能 |
4.5 小结 |
第五章 Cd-拟卤素化合物的合成、结构及其光性能 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 化合物22-26 的合成 |
5.2.2 化合物22-26的合成分析 |
5.3 结构部分 |
5.3.1 化合物22-26 的结晶学数据 |
5.3.2 化合物22-26 的结构描述 |
5.3.3 化合物22-26 的结构讨论 |
5.4 基本表征与性质研究 |
5.4.1 化合物22-26的XRD谱图分析 |
5.4.2 化合物22-26 的红外光谱 |
5.4.3 化合物22-26 的热重分析 |
5.4.4 化合物22-26 的固体紫外-可见谱图分析 |
5.4.5 化合物22、24、25、26 的发光性能 |
5.5 小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及研究生期间所得科研成果 |
附录 |
(6)Salamo型荧光化学传感器和配合物的合成、表征及其在环境检测与抗癌活性中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 Salen及 Salamo型配合物研究进展 |
1.1.1 Salen型配合物的合成 |
1.1.2 Salen型配合物的催化性能 |
1.1.3 Salamo型配合物的发展及催化性能 |
1.2 荧光化学传感器 |
1.2.1 荧光化学传感器的分类及识别过程 |
1.2.2 Salen型荧光化学传感器 |
1.2.3 Salamo型荧光化学传感器 |
1.3 基于肿瘤微环境特点的金属有机化合物抗癌研究与应用进展 |
1.3.1 肿瘤微环境的特点 |
1.3.2 通过调节肿瘤微环境缺氧,提高肿瘤治疗效果 |
1.3.3 以过渡金属-芳烃体系为基础的金属有机化合物作为抗癌药物的研究 |
1.4 论文选题意义及主要内容 |
2 基于半Salamo型铜(Ⅱ)配合物的合成、表征及其在肿瘤微环境中消耗谷胱甘肽增强的化学动力治疗 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂与溶剂 |
2.2.2 测试与分析仪器 |
2.2.3 半Salamo型配体HL~1的合成 |
2.2.4 同双核铜(Ⅱ)配合物的合成 |
2.2.5 铜(Ⅱ)配合物与GSH的反应 |
2.2.6 产生羟基自由基(·OH) |
2.2.7 细胞培养和细胞活力 |
2.2.8 细胞内ROS染色 |
2.2.9 实验方法 |
2.3 结果讨论 |
2.3.1 元素分析 |
2.3.2 红外光谱分析 |
2.3.3 紫外光谱分析 |
2.3.4 铜(Ⅱ)配合物的单晶结构分析 |
2.3.5 铜(Ⅱ)配合物的X-射线粉末衍射分析 |
2.3.6 铜(Ⅱ)配合物的Hirshfeld表面分析 |
2.3.7 铜(Ⅱ)配合物的荧光性质研究 |
2.3.8 pH对铜(Ⅱ)配合物稳定性的影响 |
2.3.9 配体HL~1及铜(Ⅱ)配合物的量子化学计算 |
2.4 铜(Ⅱ)配合物在细胞中的抗肿瘤活性研究 |
2.4.1 铜(Ⅱ)配合物在体外的化学动力学治疗机制 |
2.4.2 铜(Ⅱ)配合物的细胞毒性与细胞内ROS的生成 |
2.5 结论 |
3 基于半Salamo型铜(Ⅱ)配位聚合物的合成、表征及化学动力治疗应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂与溶剂 |
3.2.2 测试与分析仪器 |
3.2.3 半Salamo型配体H2L3的合成 |
3.2.4 半Salamo型铜(Ⅱ)配位聚合物的合成 |
3.2.5 铜(Ⅱ)配位聚合物与GSH的反应 |
3.2.6 产生羟基自由基(·OH) |
3.2.7 细胞培养和细胞活力 |
3.2.8 活死细胞染色 |
3.2.9 铜(Ⅱ)聚合物产生ROS的机理及细胞内ROS荧光探针检测 |
3.3 结果讨论 |
3.3.1 元素分析 |
3.3.2 红外光谱分析 |
3.3.3 紫外光谱分析 |
3.3.4 铜(Ⅱ)配位聚合物的单晶结构分析 |
3.3.5 聚合物的X-射线粉末衍射分析 |
3.3.6 聚合物的Hirshfeld表面分析 |
3.3.7 配位聚合物的荧光性质研究 |
3.3.8 pH对配位聚合物稳定性的影响 |
3.3.9 配体H2L3及配位聚合物的量子化学计算 |
3.4 配位聚合物在细胞中的抗肿瘤活性研究 |
3.4.1 铜(Ⅱ)配位聚合物在体外的化学动力学治疗机制 |
3.4.2 铜(Ⅱ)聚合物的细胞毒性与细胞内ROS的生成 |
3.5 结论 |
4 单Salamo型荧光化学传感器的设计合成及分别对硼酸盐和甲醛比率型荧光传感性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂与溶剂 |
4.2.2 测试与分析仪器 |
4.2.3 传感器G1的合成过程 |
4.2.4 实验测试方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 溶剂对化学传感器G1发光性能研究 |
4.3.2 含水量对化学传感器G1发光性能的研究 |
4.3.3 紫外滴定实验 |
4.3.4 紫外-可见吸收光谱下传感器G1的抗干扰实验 |
4.3.5 化学传感器G1对B_4O_7~(2-)识别性能研究 |
4.3.6 B_4O_7~(2-)的荧光滴定 |
4.3.7 化学传感器G1对B_4O_7~(2-)离子的最低检测限 |
4.3.8 化学传感器G1对B_4O_7~(2-)离子的抗干扰实验研究 |
4.3.9 化学传感器G1荧光稳定性 |
4.3.10 化学传感器G1对B_4O_7~(2-)离子的时间响应 |
4.3.11 化学传感器G1对B_4O_7~(2-)离子结合常数的计算 |
4.3.12 传感器G1在环境监测中的应用 |
4.3.13 化学传感器G2对HCHO识别性能研究 |
4.3.14 紫外-可见吸收光谱选择性分析与竞争性实验 |
4.3.15 化学传感器G2识别HCHO的荧光光谱 |
4.3.16 化学传感器G2对HCHO的荧光滴定 |
4.3.17 化学传感器G2对HCHO的最低检测限 |
4.3.18 化学传感器G2对HCHO的竞争实验 |
4.3.19 化学传感器G2的时间稳定性 |
4.3.20 化学传感器G2对HCHO的时间响应 |
4.3.21 化学传感器G2对HCHO配位常数的计算 |
4.3.22 荧光化学传感器的pH响应 |
4.3.23 传感器在实际样品中甲醛含量检测的应用 |
4.3.24 识别机理探讨 |
4.3.25 量子化学计算 |
4.4 结论 |
5 单激发双发射半Salamo型传感器G3的合成及其对H~+和Cu~(2+)的荧光检测研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 试剂与溶剂 |
5.2.2 测试与分析仪器 |
5.2.3 传感器G3的合成过程 |
5.2.4 实验测试方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 化学传感器G3溶剂依赖性荧光性质 |
5.3.2 化学传感器G3在二元水混合体系中的荧光性质 |
5.3.3 化学传感器G3的pH依赖性荧光性质 |
5.3.4 pH荧光滴定实验及pKa值的测定 |
5.3.5 化学传感器G3光稳定性研究 |
5.3.6 化学传感器G3对pH响应的可逆循环 |
5.3.7 化学传感器G3选择性与竞争实验 |
5.3.8 传感器G3细胞毒性 |
5.3.9 化学传感器G3对Cu~(2+)的选择性 |
5.3.10 紫外光谱分析 |
5.3.11 紫外滴定实验 |
5.3.12 Cu~(2+)的紫外抗干扰实验 |
5.3.13 荧光滴定实验 |
5.3.14 化学传感器G3对Cu~(2+)的最低检测限 |
5.3.15 化学传感器G3对Cu~(2+)的竞争实验 |
5.3.16 化学传感器G3对Cu~(2+)离子的Job曲线测定 |
5.3.17 化学传感器G3对Cu~(2+)离子的时间响应 |
5.3.18 传感器G3在实际水样中的应用检测 |
5.3.19 利用传感器G3检测实际水样中Cu~(2+)离子的浓度 |
5.3.20 传感器G3对Cu~(2+)的荧光响应用于防伪领域 |
5.3.21 识别机理探讨 |
5.3.22 量子化学计算 |
5.4 结论 |
6 半Salamo型荧光化学传感器G4的合成及其对精氨酸(Arg)和谷胱甘肽(GSH)的选择性识别性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 试剂与溶剂 |
6.2.2 测试与分析仪器 |
6.2.3 传感器G4的合成过程 |
6.2.4 实验测试方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 溶剂对化学传感器G4发光性能的影响研究 |
6.3.2 含水量对化学传感器G4发光性能的影响研究 |
6.3.3 化学传感器G4 对谷胱甘肽(GSH)、精氨酸(Arg)识别性能研究 |
6.3.4 荧光滴定光谱 |
6.3.5 化学传感器G4对Arg与 GSH的最低检测限 |
6.3.6 化学传感器G4对Arg与 GSH的竞争实验 |
6.3.7 化学传感器G4对Arg、GSH的 Job曲线测定 |
6.3.8 化学传感器G4对Arg、GSH的时间荧光响应及稳定性评价 |
6.3.9 化学传感器G4与Arg、GSH的结合常数 |
6.3.10 化学传感器G4对Arg、GSH的 p H响应 |
6.3.11 细胞活性 |
6.3.12 化学传感器G4用于检测实际样品中Arg含量 |
6.3.13 识别机理探讨 |
6.3.14 量子化学计算 |
6.4 结论 |
7 单Salamo型荧光化学传感器G5的合成及其对ClO~-/SCN~-比率型荧光传感性能的研究 |
7.1 引言 |
7.2 实验部分 |
7.2.1 试剂与溶剂 |
7.2.2 测试与分析仪器 |
7.2.3 传感器G5的合成过程 |
7.2.4 实验测试方法 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 溶剂对化学传感器G5发光性能研究 |
7.3.2 含水量对化学传感器G5发光性能的研究 |
7.3.3 化学传感器G5对ClO~-识别性能研究 |
7.3.4 ClO~-的荧光滴定 |
7.3.5 化学传感器G5对ClO~-离子的最低检测限 |
7.3.6 化学传感器G5对ClO~-离子的抗干扰实验研究 |
7.3.7 化学传感器G5对ClO~-离子的时间响应 |
7.3.8 化学传感器[G5-ClO~-](G6)对SCN~-识别性能研究 |
7.3.9 化学传感器G6对SCN~-的荧光滴定 |
7.3.10 化学传感器G6对SCN~-的最低检测限 |
7.3.11 化学传感器G6对SCN~-的竞争实验 |
7.3.12 化学传感器G6对SCN~-的时间响应 |
7.3.13 化学传感器G5对ClO~-与SCN~-的可逆循环响应 |
7.3.14 检测实际水样中ClO~-和SCN~- |
7.3.15 识别机理探讨 |
7.3.16 量子化学计算 |
7.4 结论 |
8 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(7)金属二氧化碳复合团簇离子的红外光解离光谱研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 团簇概述 |
1.2 金属与二氧化碳相互作用的研究 |
1.3 红外光解离光谱实验方法研究与发展 |
1.4 本文主要的研究思路与研究内容 |
2 红外光解离光谱实验仪器的研制与搭建 |
2.1 低温红外光解离实验装置的研制 |
2.1.1 离子源的设计与调试 |
2.1.2 四极杆质谱仪的安装与调试 |
2.1.3 离子阱的安装与调试 |
2.1.4 飞行时间质谱的设计与调试 |
2.1.5 附属系统 |
2.1.6 红外光解离光谱 |
2.2 常温红外光解离光谱实验装置以及团簇源的改进 |
2.2.1 一种新型离子源的设计 |
2.2.2 离子选质系统的设计 |
2.2.3 信号采集系统 |
2.3 本章小结 |
3 铜银正离子与CO_2相互作用的红外光解离光谱研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.3 理论方法 |
3.4 结果和讨论 |
3.4.1 [Cu(CO_2)_n]~+ |
3.4.2 [Ag(CO_2)_n]~+ |
3.4.3 [M(CO_2)_n]~+(M= Cu,Ag;n=3-8)团簇的结构演变过程 |
3.5 结论 |
4 [YO]~+-CO_2复合团簇离子的红外光解离光谱研究 |
4.2 实验方法 |
4.3 理论方法 |
4.4 结果和讨论 |
4.4.1 [YO(CO_2)_n]~+红外光解离光谱及结构分析 |
4.4.2 [YO(CO_2)_n]~+(n=4-6)的分子动力学模拟 |
4.4.3 [YO(CO_2)_n]~+复合物的结构演变过程 |
4.5 结论 |
5 [ZrO]~+-CO_2复合团簇离子的红外光解离光谱研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.3 理论方法 |
5.4 结果和讨论 |
5.5 结论 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
(8)高速列车弓网电弧演化特性及其数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.1.1 我国高速铁路发展现状和趋势 |
1.1.2 高速铁路弓网系统 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 弓网电弧电气特性研究 |
1.2.2 弓网系统表面磨损研究 |
1.2.3 弓网电弧的数值模拟研究 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第2章 弓网电弧多物理场耦合分析模型 |
2.1 弓网系统的动态特性及电弧产生机理 |
2.2 弓网电弧耦合模型 |
2.2.1 弓网电弧的组成 |
2.2.2 建立多物理场耦合模型 |
2.3 弓网电弧模型的求解 |
2.3.1 控制方程求解方法 |
2.3.2 模型求解的关键设置 |
2.4 本章小结 |
第3章 弓网电弧燃弧特性的变化规律 |
3.1 不同情况时电弧的温度场分布 |
3.1.1 电弧电流值不同时电弧的温度场分布 |
3.1.2 弓网间隙距离不同时的电弧弧柱温度场分布 |
3.1.3 接触线底部廓形半径变化时的接触线内部温度场分布 |
3.2 弓网电弧燃弧特性的试验研究 |
3.2.1 弓网电弧模拟试验平台 |
3.2.2 弓网电弧试验测试 |
3.3 本章小结 |
第4章 弓网电弧的动态演化特性 |
4.1 弓网电弧随时间演化特性 |
4.1.1 不同时刻弧柱的温度分布情况 |
4.1.2 不同时刻的电弧辐射场分布 |
4.2 静态降弓过程中的弓网电弧温度场分布 |
4.3 不同列车速度时弓网电弧特性 |
4.4 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文和成果 |
(9)氧化铝氢化同素效应及FeH2分子势能函数研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 方法及理论基础概述 |
1.1 分子体系的势能函数 |
1.2 用量子力学方法讨论分子体系的势函数 |
1.2.1 构造组态状态波函数 |
1.2.2 对称性匹配的分子轨道(molecular orbital,MO) |
1.2.3 关于电子的相关效应 |
1.2.4 二阶多体微扰MP2方法 |
1.2.5 密度泛函 |
1.2.6 原子分子轨道的基函数 |
1.3 对称性对讨论原子分子的意义 |
2 AlO,FeH,H_2及FeH_2分子势能 |
2.1 双原子核体系分子的势能与核间距的关系 |
2.1.1 光谱数据与体系的力学常量的关系 |
2.1.2 双原子分子或离子体系势能与核间距关系的函数形式 |
2.1.3 Murrell-Sorbie函数 |
2.2 AlO,H_2,FeH双原子核分子或离子分析势函数 |
2.2.1 AlO及其阴阳离子基态及较低能态的势函数及红外谱 |
2.2.3 结论 |
2.3 FeH和FeH_2中性分子的势能函数及其自旋极化 |
2.3.2 FeH及FeH_2的较低能量构型及其势能函数的解析表达式 |
2.3.2.1 FeH及FeH_2分子不同自旋多重度的较低能量构型及其自旋极化效应 |
2.3.2.2 五重自旋态的基态FeH_2中性分子离解通道解析 |
2.3.2.3 多体展式方法对中性FeH_2分子基态的解析势函数研究 |
2.3.3 结论 |
3 氧化铝在氢化过程中的同位素效应研究 |
3.1 氢化Al_2O_3过程的理论研究 |
3.2 化学反应Al_2O_3(s)+3/2M_2(g)→Al_2O_3M_3(s)(a)( M= H, D ,T )的热力学关系 |
3.3 结论 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
致谢 |
(10)固体表面反应性理论研究(论文提纲范文)
本论文主要创新点 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 反应活性理论研究的基本背景 |
1.1.1 纯粹的理论计算及现实的困难 |
1.1.2 概念性理论的引入 |
1.2 一些基本的概念 |
1.2.1 键能和键解离能 |
1.2.2 势能面和活化能 |
1.3 “传统的”活性指标 |
1.3.1 八隅律、18电子规则 |
1.3.2 等电子体 |
1.3.3 电离能、电子亲和能及功函 |
1.3.4 电负性 |
1.3.4.1 Pauling电负性 |
1.3.4.2 Mulliken电负性 |
1.3.4.3 Allred-Rochow电负性 |
1.3.4.4 Allen电负性 |
1.3.4.5 各种电负性的比较及其概念在固体中的延伸 |
1.3.4.6 离子共振能的进一步考察 |
1.3.5 软硬酸碱理论 |
1.3.6 前线轨道理论 |
1.4 固体表面中的活性规律 |
1.4.1 从原子和分子、团簇到固体和固体表面 |
1.4.1.1 原子、分子和团簇 |
1.4.1.2 固体和固体表面 |
1.4.1.3 固体表面上的化学吸附键 |
1.4.2 固体表面中的活性指标概述 |
1.4.3 固体表面上相互作用之间的规律 |
1.4.3.1 △E_(ads)(RO·)和D_o(RO—H)线性相关 |
1.4.3.2 标度关系 |
1.4.3.2.1 中心原子相同时的情形 |
1.4.3.2.2 中心原子相似时的情形 |
1.4.3.3 BEP关系 |
1.4.3.4 Sabatier规则 |
1.4.4 活性指标的抽象与相应的代价 |
1.5 固体表面催化剂的“理性设计” |
1.5.1 设计的基本思想 |
1.5.2 实例:氧还原反应催化剂的设计 |
1.6 本论文研究思路及主要内容 |
参考文献 |
第2章 化学反应活性的基础理论 |
2.1 密度泛函理论简介 |
2.1.1 密度泛函理论的基本思想 |
2.1.2 广义变分原理 |
2.2 分子中的反应活性指标 |
2.2.1 基本思想 |
2.2.2 电负性 |
2.2.3 软度和硬度 |
2.2.3.1 绝对硬度和软度 |
2.2.3.2 软硬酸碱(HSAB)理论 |
2.2.3.3 最大硬度理论 |
2.2.4 Fukui方程 |
2.2.4.1 基本思想 |
2.2.4.2 计算方法 |
2.2.4.3 更本质的理解 |
2.2.4.4 起作用之机制 |
2.2.4.5 凝聚Fukui方程 |
2.2.5 局域软度和硬度 |
2.2.6 统计力学描述 |
2.3 固体表面中的活性指标 |
2.3.1 局域软度和Fukui方程 |
2.3.2 电子温度的微扰理论 |
2.4 固体表面的活性理论 |
2.4.1 相似体系之吸附能差值估算 |
2.4.2 有效介质理论 |
2.4.3 相互作用的简化模型 |
2.4.3.1 原子分子之情形 |
2.4.3.2 固体之情形 |
2.4.3.3 表面吸附之情形 |
2.4.4 Newns-Anderson理论 |
2.4.4.1 基本思想 |
2.4.4.2 模型的简单应用 |
2.4.5 d带中心理论 |
2.4.5.1 基本假设及原理 |
2.4.5.2 d带中心模型的表现 |
2.4.5.3 该模型的局限 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第3章 过渡金属表面上化学吸附之一般规律 |
3.1 一些基本的分析方法 |
3.1.1 Mulliken布居 |
3.1.2 键级 |
3.1.3 晶体轨道重叠布居 |
3.1.4 晶体轨道哈密顿量布居 |
3.1.5 态密度及其分解 |
3.2 金属固体及表面的一般性质 |
3.2.1 简单金属的固体和表面 |
3.2.2 过渡金属的固体和表面 |
3.2.2.1 sp能带 |
3.2.2.2 d能带 |
3.3 化学吸附的一般规律 |
3.3.1 布居分析 |
3.3.1.1 H/M |
3.3.1.1.1 H/sm |
3.3.1.1.2 H/tm |
3.3.1.2 O/M |
3.3.1.2.1 O/sm |
3.3.1.2.2 O/tm |
3.3.1.3 Li/M |
3.3.1.3.1 Li/sm |
3.3.1.3.2 Li/tm |
3.3.2 键级分析 |
3.3.3 电荷密度分析 |
3.3.3.1 部分电荷密度分析 |
3.3.3.2 电荷密度差减分析 |
3.3.4 电子定域方程分析 |
3.3.4.1 ELF的定义及其物理意义 |
3.3.4.2 模型体系的ELF特征 |
3.3.4.3 金属表面以及吸附体系的ELF |
3.4 Wannier函数分析 |
3.4.1 定域最大化的Wannier函数 |
3.4.2 MLWFs的计算与分析 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第4章 Fermi软度理论 |
4.1 有限电子温度理论 |
4.1.1 费米-狄拉克分布 |
4.1.2 有限电子温度的DFT理论 |
4.2 费米软度能带 |
4.2.1 固体表面的前线轨道 |
4.2.2 费米软度的基本思想 |
4.2.3 费米软度的物理本质 |
4.2.4 全局费米软度 |
4.2.4.1 计算方法 |
4.2.4.2 电子温度之选取及计算细节 |
4.2.4.3 与吸附能之关联 |
4.2.4.3.1 在金属团簇上的吸附 |
4.2.4.3.2 在过渡金属表面上的吸附 |
4.3 局域费米软度图像 |
4.3.1 空间表示 |
4.3.2 过渡金属表面的(?)(r)图像 |
4.3.3 应用 |
4.3.3.1 合金效应 |
4.3.3.2 MoS_2之活性位点 |
4.3.3.2.1 MoS_2(1010)表面 |
4.3.3.2.2 一维MoS_2纳米薄片 |
4.4 动态的局域费米软度图像 |
4.4.1 额外电荷对体系电子态的影响 |
4.4.2 动态图像的基本理论 |
4.4.3 动态图像和静态图像之对比 |
4.4.4 过渡金属表面之动态图像 |
4.4.5 动态图像(?)~d(r)之应用 |
4.4.5.1 Pt_3Y |
4.4.5.2 Au-Cu合金 |
4.4.5.3 CO之毒化机制 |
4.4.5.4 Au-TiO_x体系 |
4.4.5.5 氮杂碳 |
4.4.6 (?)~d(r)图像与电荷密度差减图之对比 |
4.5 Fermi软度理论之局限 |
4.6 本章小结 |
参考文献 |
第5章 化学振幅理论 |
5.1 对化学键的基本认识 |
5.1.1 历史性回顾 |
5.1.2 量子力学中的概率空间 |
5.1.2.1 单个电子的行为 |
5.1.2.2 两个全同电子的行为 |
5.1.2.2.1 自由状态 |
5.1.2.2.2 外势束缚之情形 |
5.1.3 化学键之分解 |
5.1.3.1 概述 |
5.1.3.2 空间和能量分解 |
5.1.4 现存理论的缺陷 |
5.2 化学振幅理论 |
5.2.1 基本思想 |
5.2.2 数值拟合方法 |
5.2.3 模型之表现 |
5.2.3.1 分子中的共价键 |
5.2.3.1.1 共价单键 |
5.2.3.1.2 共价双键 |
5.2.3.2 合金中的化学键 |
5.2.3.3 表面吸附键 |
5.2.3.4 分子与固体表面成键的统一 |
5.2.4 化学振幅的“可观测”属性 |
5.3 指前因子的物理探究 |
5.3.1 原子和自由基之情形 |
5.3.1.1 F、Cl、Br、I |
5.3.1.2 H、B、C、Si |
5.3.1.3 O、S、Se |
5.3.1.4 N、P、As |
5.3.1.5 自由基 |
5.3.2 固体表面之情形 |
5.3.3 模守恒 |
5.4 相位因子的物理探究 |
5.4.1 和距离之关联 |
5.4.2 尺寸的定义方式 |
5.4.2.1 基于波函数的径向分布函数 |
5.4.2.2 Fukui方程的径向分布函数 |
5.4.2.3 电子定域方程 |
5.4.3 化学物种的尺寸 |
5.4.3.1 原子 |
5.4.3.2 自由基 |
5.4.3.3 表面 |
5.4.3.4 分子中的原子尺寸 |
5.4.4 尺寸改变率 |
5.4.4.1 尺寸为何改变 |
5.4.4.2 尺寸改变率与相位因子之关联 |
5.5 更深入的探究 |
5.5.1 和Pauling公式之渊源 |
5.5.2 综合的图像 |
5.5.3 R的性质 |
5.5.4 虚物理量与耗散 |
5.6 实际的考虑 |
5.6.1 如何快速地获得R |
5.6.2 应用 |
5.6.2.1 分子之情形 |
5.6.2.2 表面催化 |
5.7 本章小节 |
参考文献 |
附录 |
附录1 原子的电离能、电子亲和能、绝对电负性和绝对硬度 |
附录2 自由基的电离能、电子亲和能、绝对电负性和绝对硬度 |
附录3 Mulliken电负性(χ_M)和Allred & Rochow电负性(χ_(AR)) |
附录4 计算参数 |
A4.1 Siesta |
A4.1.1 赝势的生成 |
A4.1.2 计算参数 |
A4.1.3 基组的选择 |
A4.1.4 基组叠加误差的均衡校正 |
A4.2 DACAPO |
A4.3 VASP |
附录5 COHP之准确性考察 |
附录6 不同基组时计算的键级数值比较 |
附录7 其它体系之布居分析 |
附录8 BO计算之参数及其它ads-M键之BO数值 |
附录9 其它体系之差减电荷密度图像 |
附录10 理想费米气熵的表达式推导 |
附录11 175个单键键解离能的实验数据 |
附录12 80个未知单键键解离能的预测值 |
附录13 共价双键的键解离能 |
附录14 成双键时化学物种的化学振幅数值 |
附录15 共价三键的键解离能 |
附录16 表面吸附键键解离能之计算数据 |
附录17 表面吸附键键解离能之实验数据 |
附录18 过渡金属合金中的键能数据 |
附录19 分子中的键长数据 |
附录20 表面吸附中的键长数据 |
附录21 离核不同距离下的RDF性质 |
附录22 C原子电荷密度的球对称化处理 |
攻读博士学位期间已发表和待发表的论文 |
致谢 |
四、电荷对Cu_2~(n±)(n=0,1,2)分子离子的势能函数和能级的影响(论文参考文献)
- [1]锕系萃取剂及其配位聚合物的设计合成、结构和性能研究[D]. 孔祥鹤. 南华大学, 2021(02)
- [2]金属簇基配合物合成及其光催化CO2转化性能研究[D]. 张雷. 南京师范大学, 2021
- [3]金属表面有机分子吸附与开关现象的理论研究[D]. 杨沙. 南京理工大学, 2020(01)
- [4]吡啶基有机材料的自组装及其机制研究[D]. 王海燕. 安徽大学, 2019(02)
- [5]有机碱修饰的金属-卤素或拟卤素化合物的构筑及光性能[D]. 王荣艳. 吉林大学, 2019(12)
- [6]Salamo型荧光化学传感器和配合物的合成、表征及其在环境检测与抗癌活性中的应用研究[D]. 郭文婷. 兰州交通大学, 2020(01)
- [7]金属二氧化碳复合团簇离子的红外光解离光谱研究[D]. 赵志. 大连理工大学, 2018(02)
- [8]高速列车弓网电弧演化特性及其数值模拟[D]. 朱光亚. 西南交通大学, 2016(02)
- [9]氧化铝氢化同素效应及FeH2分子势能函数研究[D]. 任桂明. 西华大学, 2016(05)
- [10]固体表面反应性理论研究[D]. 黄冰. 武汉大学, 2015(12)