碳納米管吸附二噁英的量子化學(xué)理論研究.pdf

1、隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，二噁英作為一種對(duì)環(huán)境污染極其嚴(yán)重的有機(jī)污染物越來越引起人們的高度重視。二噁英在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中隨處都可以產(chǎn)生，而且它的污染性很強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間很久，毒害性很高，對(duì)環(huán)境和動(dòng)植物的破壞性非常強(qiáng)。如何減少二噁英的生成、有效吸附已經(jīng)生成的二噁英將它的污染性控制在盡可能小的范圍內(nèi)成為科研的熱點(diǎn)之一。碳納米管自從90年代被發(fā)現(xiàn)以來，由于其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。既然碳納米管用途廣泛，那這種新型材料能否用

2、來吸附二噁英呢？2001年，R.Q.Long[1]等在JACS上發(fā)表文章，報(bào)道了他們用TPD(temperature-programmed desorption)方法研究碳納米管與二噁英體系，發(fā)現(xiàn)碳納米管與二噁英之間的相互作用強(qiáng)于活性炭與二噁英間的相互作用；認(rèn)為碳納米管是吸附二噁英的一種非常有效的材料，但二噁英與碳納米管相互作用的大小和本質(zhì)并不清楚。
　　本論文基于R.Q.Long等的實(shí)驗(yàn)研究工作，運(yùn)用量子化學(xué)方法，對(duì)二噁英與碳納

3、米管相互作用不同取向進(jìn)行了研究，構(gòu)建了PA、PB、TA和TB四種模型，對(duì)模型進(jìn)行了全自由度幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并對(duì)部分體系進(jìn)行了能量的分解。全部研究工作使用密度泛函 PBE方法，在DZP基組水平下計(jì)算完成。全部研究工作分為兩個(gè)部分：第一部分是通過理論計(jì)算選擇合適的碳納米管模型與二噁英分子；第二部分是對(duì)碳納米管與二噁英分子間相互作用進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析。
　　計(jì)算結(jié)果表明碳納米管與二噁英分子間的相互作用以PB構(gòu)型更穩(wěn)定，其相互作用能為-1