偶氮苯羧酸衍生物插層水滑石的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的理論研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文采用量子化學(xué)的密度泛函理論(DFT),研究了偶氮苯羧酸衍生物(偶氮苯甲酸、偶氮苯乙酸和甲基紅)插層Zn/Al水滑石的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。一方面通過研究甲基紅的順反異構(gòu)反應(yīng)揭示偶氮苯羧酸衍生物的穩(wěn)定性;另一方面采用分子碎片組合計(jì)算方法構(gòu)建出偶氮苯羧酸衍生物插層水滑石體系的理論模型。 使用B3LYP方法,在6-31G(d,p)和6-311++G(d,p)級別上研究了甲基紅的順反異構(gòu)反應(yīng)機(jī)理。發(fā)現(xiàn)有兩條反應(yīng)路徑,這兩條路徑都是既包含CN

2、NC旋轉(zhuǎn)又包含NNC反轉(zhuǎn)的混合路徑,并通過角度變化來說明旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)對反應(yīng)的貢獻(xiàn)大小。 使用B3LYP和B3PW91方法,分別在6-31G(d,p)級別上計(jì)算了Zn/Al層板單元、偶氮苯甲酸、偶氮苯乙酸和甲基紅的陰離子的電子結(jié)構(gòu),并優(yōu)化得到它們分別與Zn/Al層板的主-客體相互作用體系的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。從能量、前線軌道分布等方面分析表明,以上各陰離子均易于與層板相結(jié)合形成插層結(jié)構(gòu),且插層后有利于提高客體的穩(wěn)定性。 以偶氮苯甲酸、

3、偶氮苯乙酸的聚集行為來進(jìn)一步研究層間客體之間的相互作用,用B3LYP方法,在LANL2DZ和6-31G(d,p)水平上分別優(yōu)化得到芳環(huán)以平行方式堆積而成的二聚體的穩(wěn)定構(gòu)型,它們能近似地反映客體陰離子在水滑石層間的聚集狀態(tài)。 采用分子碎片組合計(jì)算方法,將分子碎片(客體-客體相互作用碎片二聚體分子和主體.客體相互作用碎片偶氮苯甲酸-Zn/Al層板、偶氮苯乙酸-Zn/Al層板)通過它們之間的緊密聯(lián)系,較合理地構(gòu)建出偶氮苯甲酸插層水滑石

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