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卤代苯与水分子间作用的从头算

高等学校化学学报 1998年第10期19卷 1674-1676页

作者：赵宝中初蓓苏忠民王荣顺东北师范大学化学系功能材料化学研究所

污染是科学家关注的热点问题，化学污染物是造成水污染的重要因素［１］．在水环境中，卤代苯是一类优先污染物（ｐｒｉｏｒｉｔｙｐｏｌｕｔａｎｔｓ）［２］．这类污染物毒性大，在环境中的半衰期长，美国环保局（ＥＰＡ）已经把它们... 详细信息

污染是科学家关注的热点问题，化学污染物是造成水污染的重要因素［１］．在水环境中，卤代苯是一类优先污染物（ｐｒｉｏｒｉｔｙｐｏｌｕｔａｎｔｓ）［２］．这类污染物毒性大，在环境中的半衰期长，美国环保局（ＥＰＡ）已经把它们列入优先污染物之列．Ｖｅｒｓｃｈｎ...

关键词：卤代苯水分子间作用从头算降解

基于分子动力学模拟的CH_(4)溶解对原油分子间作用的影响机制研究

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化工学报 2021年第3期72卷 1253-1263页

作者：李秉繁刘刚陈雷中国石油大学(华东)山东省油气储运安全省级重点实验室山东青岛266580

为了研究甲烷(CH4)溶解对原油分子间作用的影响机制,利用分子模拟方法,分别构建正庚烷与正庚烷、蜡分子、胶质、沥青质的最低能量构型,分析CH4氛围对原油分子间相互作用的影响。以CH4/原油分子体系模型为研究对象进行分子动力学模拟,考... 详细信息

为了研究甲烷(CH4)溶解对原油分子间作用的影响机制,利用分子模拟方法,分别构建正庚烷与正庚烷、蜡分子、胶质、沥青质的最低能量构型,分析CH4氛围对原油分子间相互作用的影响。以CH4/原油分子体系模型为研究对象进行分子动力学模拟,考察CH4溶解对原油分子体系黏度的影响,根据原油分子间相互作用、径向分布函数、体积应变、自扩散系数以及体系内聚能密度变化规律揭示CH4溶解对原油分子间作用的影响机制,发现CH4的溶解增大了原油分子间的间距,削弱了体系内原油分子间的范德华作用;体积膨胀为原油分子的热运动提供了更多的空间,原油分子热运动加剧,使得油品的流动能力增强;不同原油分子体系的黏度、径向分布函数、体积应变、自扩散系数以及内聚能密度的变化趋势类似,原油分子体系中蜡、胶质、沥青质的存在并未改变CH4对原油分子间作用的影响机制。

关键词：甲烷原油分子模拟溶解分子间作用影响机制

TATB二聚体分子间作用力及其气相几何构型研究

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化学学报 2007年第12期65卷 1101-1109页

作者：宋华杰肖鹤鸣董海山南京理工大学化学系南京210094 中国工程物理研究院化工材料研究所绵阳621900

采用对称性匹配微扰理论(SAPT)定量地求得TATB分子间的静电、交换排斥、诱导和色散等分子间作用能项,从理论上揭示了TATB分子间作用本质;在此基础上,阐明了密度泛函在研究TATB二聚体时的适合性问题.结果表明:(1)在有分子间氢键的TATB二... 详细信息

采用对称性匹配微扰理论(SAPT)定量地求得TATB分子间的静电、交换排斥、诱导和色散等分子间作用能项,从理论上揭示了TATB分子间作用本质;在此基础上,阐明了密度泛函在研究TATB二聚体时的适合性问题.结果表明:(1)在有分子间氢键的TATB二聚体中,库仑力足以与交换排斥力相抗衡,起主导作用.(2)含分子间氢键的气相TATB二聚体的合理几何构型为平面型结构,此结构的产生与色散力无关,因此不管泛函是否含有近程色散作用,均应预测到这种强极性的平面型结构.(3)在无分子间氢键的TATB二聚体中,库仑力难以与交换排斥力相抗衡,色散作用起到了关键作用;(4)在这种情况下,未含有近程色散作用的密度泛函不可能给出合理构型.恰好相反,含有近程色散作用的密度泛函PBE0却能正确地预测到具有“平行重叠”结构且呈微弱极性的TATB二聚体,色散力是导致这种构型产生的根本原因.“平行重叠”TATB二聚体是典型的色散体系,其色散力占绝对主导地位并极有可能起源于两个TATB分子上π电子的相互作用.(5)对于所有TATB二聚体,色散力或很显著或起主导作用.由于密度泛函或未含有近程色散,或只能部分地把近程色散表达出来,这样使得当前所有密度泛函不可能精确求得这些二聚体的作用能.

关键词：分子间作用密度泛函理论(DFT) 对称性匹配微扰理论(SAPT) 1,3,5-三胺基-2,4,6-三硝基苯(TATB)

CL-20/NQ共晶材料的分子间作用研究及晶型预测

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四川大学学报（自然科学版） 2016年第4期53卷 852-858页

作者：苟瑞君赵媛媛丁雄张树海杨文升高宏飞中北大学化工与环境学院太原030051

利用密度泛函理论研究了四种CL-20/NQ的共晶结构(a,b,c,d),并对其分子间相互作用、炸药性质和晶型进行了分析和预测.结果表明,CL-20/NQ共晶是由一系列弱氢键和范德华力共同作用形成的,且四种结构相互作用能大小排序为c>b>d>a;其次CL-20... 详细信息

利用密度泛函理论研究了四种CL-20/NQ的共晶结构(a,b,c,d),并对其分子间相互作用、炸药性质和晶型进行了分析和预测.结果表明,CL-20/NQ共晶是由一系列弱氢键和范德华力共同作用形成的,且四种结构相互作用能大小排序为c>b>d>a;其次CL-20/NQ共晶结构的感度相比于CL-20单体都有所降低,且在结构b和c表现较为明显;最后形成Cl-20/NQ共晶的可能晶型为单斜晶系,P21/c空间群,其晶胞参数是a=13.9820?,b=14.0933?,c=9.5160?,α=γ=90.000°,β=93.853°,V=1870.910?3,Z=4.为今后CL-20/NQ共晶研究提供理论指导.

关键词： CL-20/NQ共晶分子间作用约化密度梯度静电势晶型预测

从渐近修正Kohn-Sham轨道计算电子相关化的分子间作用能项

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中国科学（B辑） 2004年第5期34卷 419-431页

作者：宋华杰肖鹤鸣董海山南京理工大学化学系中国工程物理研究院化工材料研究所绵阳621900 中国工程物理研究院化工材料研究所

对称性匹配微扰理论(symmetry-adapted perturbation theory, SAPT)能把总作用能分解成有物理意义的各作用能项, 是了解分子间力的基本手段. 本工作的开展是因为目前标准SAPT方法无法计算含能大体系的作用能项. 对于大体系而言, 基于Koh... 详细信息

对称性匹配微扰理论(symmetry-adapted perturbation theory, SAPT)能把总作用能分解成有物理意义的各作用能项, 是了解分子间力的基本手段. 本工作的开展是因为目前标准SAPT方法无法计算含能大体系的作用能项. 对于大体系而言, 基于Kohn-Sham轨道的SAPT(SAPT(DFT))具有高的计算效能, 但对作用能项的计算效果却不佳. SAPT(DFT)的缺陷产生于常用交换-关联势的错误渐近特性. 为了消除这些缺陷, 借助于van Leeuwen 和 Baerends(LB)模型势及Fermi-Amaldi (FA)类型势, 把两种渐近修正技术应用于三个供测试的二聚体小体系(He2, HF2和(N2)2)和一组处于不同分子间距的硝酰胺二聚体体系. 结果显示: 当使用新近发展的依频密度极化率(frequency- dependent density susceptibilities, FDDS)技术用于计算色散能时, FA渐近校正方案非常有效地克服了SAPT(DFT)中的缺陷, 并比LB校正具有更好的精度. 经FA校正的SAPT(DFT)方法能够正确地定量预测所有测试系统结合能的趋势, 并且与标准的SAPT相比, 大大减少了计算代价. 这个方法成功应用于硝酰胺二聚体表明: 此方法在精确计算更大的体系, 如含能体系的分子间力方面很有潜力.

关键词：渐近修正对称性匹配微扰理论分子间作用密度泛函理论 Kohn-Sham轨道电子相关化依频密度极化率

光谱和微量热法分析柑橘苷与BSA分子间作用及构建其理论模型

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中国生物化学与分子生物学报 2018年第6期34卷 632-641页

作者：王燕郭明范晓月边平凤殷欣欣浙江农林大学理学院化学系杭州311300 浙江大学理学院化学系杭州310000 聊城市产品质量监督检验所山东聊城252000

光谱和微量热法分析柑橘苷(naringin,NAR)与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)分子间作用,构建NAR与BSA分子间作用的理论模型。采用紫外-荧光光谱法解析Fōrster方程求得NAR与BSA分子间作用及分子间作用的临界距离r,等温滴定微量... 详细信息

光谱和微量热法分析柑橘苷(naringin,NAR)与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)分子间作用,构建NAR与BSA分子间作用的理论模型。采用紫外-荧光光谱法解析Fōrster方程求得NAR与BSA分子间作用及分子间作用的临界距离r,等温滴定微量热技术测定NAR与BSA分子间作用的积分量热曲线,获得ΔH并通过Gibbs-Helmholtz方程获取ΔS和ΔG。基于光谱和微量热辅助分析,构建NAR与BSA分子间作用的理论模型。结果表明,光谱法测出NAR与BSA发生分子间作用,NAR与BSA分子间作用的临界距离为2.06 nm,表明NAR与BSA分子间作用为短程分子间作用。微量热法成功测定出NAR与BSA分子间的热力学参数ΔH0,ΔG分子间作用是自发进行的放热相互作用。依据Ross理论分析NAR与BSA分子间作用力主要是疏水作用力和静电作用力。模型构建结果说明,NAR与BSA分子间作用主要发生在BSA的domain IIA区域,NAR与BSA分子间作用力主要是静电作用力,兼有范德华作用力和氢键。实验与理论模型构建结果基本一致。本研究工作可为深入了解蛋白质与大分子化合物间的作用以及研究微观药理学机制提供有益的参考。

关键词：光谱分析分子间作用柑橘苷牛血清白蛋白微量热分析理论模型构建

含能共晶的分子间作用力、性质规律及设计方法

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兵器装备工程学报 2021年第5期42卷 7-13页

作者：程彦飞耶金杨娜王煜马海霞郭兆琦西北大学化工学院西安710069

为了给含能共晶的设计和制备提供参考,按照共晶前驱体的类别,分别综述了形成含能共晶的分子间作用力,感度和爆轰性能等性质。总结了含能共晶前驱体的结构特点、性质规律以及指导含能共晶设计的理论方法。得出结论:氢键是含能共晶形成的... 详细信息

为了给含能共晶的设计和制备提供参考,按照共晶前驱体的类别,分别综述了形成含能共晶的分子间作用力,感度和爆轰性能等性质。总结了含能共晶前驱体的结构特点、性质规律以及指导含能共晶设计的理论方法。得出结论:氢键是含能共晶形成的主要驱动力,共晶前驱体分子中应当同时具有作为氢键的给体和受体官能团。π-π作用以及极性-π作用也是非常重要的分子间作用力,前驱体同时具有氢键给体/受体以及芳香环,则形成共晶的几率更高。对含能共晶的性质分析结果表明,共晶的密度、感度和爆轰性能大多都介于2个前驱体的相应性质之间。pKa值法和静电势能法是快速筛选共晶的两种方法,能够指导含能共晶的设计。

关键词：含能共晶分子间作用性质规律共晶设计含能材料

CL-20/DNAN混合体系分子间作用的MD研究

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火工品 2020年第1期 47-50,I0004页

作者：雷伟罗一鸣王浩李秉擘杨斐陈鸿杨勃西安近代化学研究所陕西西安710065

为了获得能量和感度匹配性更好的混合炸药,构建了CL-20(0 1 1)面和DNAN在不同质量比下的结构模型,采用分子动力学方法对其结合能、RDF、力学性能等进行模拟研究。结果表明:当CL-20/DNAN混合体系质量比为20:80时,结合能最大为1 041.936kJ... 详细信息

为了获得能量和感度匹配性更好的混合炸药,构建了CL-20(0 1 1)面和DNAN在不同质量比下的结构模型,采用分子动力学方法对其结合能、RDF、力学性能等进行模拟研究。结果表明:当CL-20/DNAN混合体系质量比为20:80时,结合能最大为1 041.936kJ/mol,两者的相容性最好;CL-20和DNAN分子间作用主要是强氢键作用;CL-20/DNAN的质量比为70:30时,力学性能最好,此时混合炸药的实测爆速为8 183m/s。

关键词： CL-20 DNAN 分子动力学分子间作用

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捕收剂与煤表面分子间作用研究

捕收剂与煤表面分子间作用研究

作者：王婷霞中国矿业大学

学位级别：硕士

煤泥浮选对于提高选煤厂技术经济效益具有重要意义,细粒煤泥表面可浮性差,呈现难以被气泡高效率的选择性捕获、捕收剂等药剂消耗大、过程效率低等突出问题。本文选取内蒙鄂尔多斯长焰煤、宁夏太西无烟煤以及高阶无烟氧化煤为研究对象,... 详细信息

煤泥浮选对于提高选煤厂技术经济效益具有重要意义,细粒煤泥表面可浮性差,呈现难以被气泡高效率的选择性捕获、捕收剂等药剂消耗大、过程效率低等突出问题。本文选取内蒙鄂尔多斯长焰煤、宁夏太西无烟煤以及高阶无烟氧化煤为研究对象,从煤表面入手,测试表征了难浮煤表面的碳氢链、芳香环衍生物及含氧官能团,分析了煤表面与药剂之间作用;研究了煤-药剂之间的界面作用,进行了基于煤表面与药剂作用的药剂强化试验。研究了煤粒表面及捕收剂的分子结构特征。利用扫描电子显微镜、红外光谱扫描仪,X光电子能谱分析仪等仪器,对长焰煤、无烟煤以及无烟氧化煤进行了表面形貌与化学组成等检测。结果表明,长焰煤表面含有大量的-OH、-COOH等含氧官能团,表面疏水性差,可浮性差;无烟煤表面含有苯环、不饱和碳及少量的-OH,疏水性较强;氧化煤表面的-OH、-COOH等含氧官能团数目较无烟煤明显增多,亲水性大大增强。通过对十二烷、壬基苯、仪-呋喃丙烯酸进行的分析,验证了试验用捕收剂分子结构中官能团种类与含量与理论值一致,即十二烷中只含有碳氢链,壬基苯中含有碳氢链和苯环,α-呋喃丙烯酸中含有苯环、C=C及-COOH。采用KRUSS100表面张力仪及DSA100接触角测量仪等设备,运用van Oss-Chaudhury-Good理论等,检测并计算了试验所用煤样及捕收剂表面的非极性Lifshitz-vander Waals作用γsLW和极性Lewis酸碱作用γsAB。结果表明,煤样的表面自由能均以γsAB为主,占总表面能的85%以上;捕收剂中十二烷与壬基苯以γsLW为主,占90%以上,α-呋喃丙烯酸的γsLW和γsAB各占总表面能的37.91%和62.09%;计算了固液界面相互作用自由能△ GslLW-AB包括Lifshitz-vander Waals相互作用自由能△GslLW和Lewis酸碱相互作用自由能△GslLW,三种煤样中长焰煤与α-呋喃丙烯酸之间的△GslLW-AB最大,为-76.724mJ,无烟煤与壬基苯之间的△GslLW-AB最大,为-65.043mJ,氧化煤与十二烷之间的△GslLWAB最大,为-73.757mJ,从热力学的角度预测了捕收剂对煤的捕收性能差异即界面自由能越大,捕收能力越强。捕收剂与煤表面分子之间的作用分析。论文从煤样表面电位及与捕收剂相互作用前后的表面电位及红外光谱图入手,分析了煤与捕收剂作用前后表面电位的变化规律,分析了红外图谱中分子基团振动峰的漂移与作用大小及种类的关系,得出长焰煤因其自身结构特性与捕收剂之间发生疏水作用和氢键作用,且氢键作用大于疏水作用,无烟煤与捕收剂之间主要发生π键作用;氧化煤与捕收剂之间主要发生疏水作用和氢键作用,且疏水作用大于氢键作用。进行了几种捕收剂煤泥浮选试验并进行了强化工艺验证。结果表明,对同一煤样,使用单一捕收剂和使用混和捕收剂,所得精煤指标有明显变化,如十二烷浮选长焰煤最佳指标为精煤产率64.44%,灰分12.67%,加入α-呋喃丙烯酸后精煤产率上升11.68%,加入壬基苯后精煤产率上升2.34%,加入α-呋喃丙烯酸比加入壬基苯产率上升多9.34个百分点,验证了捕收剂与煤表面分子作用分析的正确性。

关键词：捕收剂煤官能团分子间作用表面能