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第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议

召开年：2014
召开地：苏州
出版时间： 2014-10-26

主办单位：中国化学会计算(机)化学专业委员会;中国科学院上海药物研究所; 苏州大学

会议文集：第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议论文集

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1.碱性稳定的C2-取代咪唑基阴离子交换膜
- 林本才;董慧龙;李有勇;司志红;顾凤楼;严锋
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：本工作研究了咪唑盐和咪唑类碱性阴离子交换膜(AEMs)的耐碱性,合成和表征了C2-取代的(甲基,异丙基或苯基)咪唑盐,3-乙基-1,2-二甲基咪唑溴([EDMIm][Br]),3-乙基-2-异丙基-1-甲基咪唑溴([EIMIm][Br]),和3-乙基-1-甲基-2-苯基咪唑溴([EMPhIm][Br]).C2-取代对咪唑盐耐碱性的影响通过1HNMR和13C NMR来进行分析.通过C2-未取代的咪唑盐与3-乙基-1-甲基-2-苯基咪唑溴([EMPhIm][Br]的比较,C2-取代的咪唑盐的耐碱性在高温下增强了,这是因为取代基的位阻现象,在氢氧化攻击下保护了咪唑阳离子.此外,理论计算表明较高的LUMO能量也可以提高咪唑盐的耐碱性.发现C2-取代的咪唑盐的耐碱性顺序是[EDMIm][Br]＞ [EIMIm][Br] ＞[EMPhIm][Br].本工作提供了一项简便的方法来提高C2-取代的咪唑盐的化学稳定性,其在碱性阴离子交换膜制备上有着潜在的应用.
2.具备1伏特高开路电压的有效聚合物太阳能电池
- 袁建宇;翟志淳;董慧龙;李静;蒋佐权;李有勇;马万里
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：本文设计了一系列苯并[1,2-b∶4,5-b']二噻吩和N-烷基噻吩[3,4-c]吡咯-4,6二酮的聚合物.通过加入不同的烷基噻吩基侧链,共聚物的填充因数(FF)和开路电压(Voc)得到进一步的改善.实验数据和DFT理论计算表明侧链的尺寸和拓扑结构可以改变分子的共面性来影响聚合物的溶解度,能级和分子内堆积.由于形貌的改善和能级的调整,得到了一个较大的填充因数(FF)和一个高达1.00V的开路电压,以及6.17％的功率转换效率,这是目前所报道的开路电压超过1V的聚合物太阳能电池中效率最高的.
3.取代基与取代位置对咪唑阳离子及其对应阴离子交换膜的碱性稳定性影响
- 司志红;邱丽华;董慧龙;顾凤楼;李有勇;严锋
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：合成了在不同的取代位置(N1-,C2,和N3-)进行取代的含有丁基的咪唑阳离子,1-丁基-2,3-二甲基咪唑([N1-BDMIm]+),2-丁基-1.3-二甲基咪唑([C2-BDMIm]+)和3-丁基-1,2-二甲基咪唑([N3-BDMIm]+).定量的1H NM和密度泛函理论计算用于测定咪唑阳离子在碱性溶液中的化学稳定性.结果表明咪唑阳离子的耐碱性被C2-取代基深刻的影响了.咪唑阳离子的耐碱性与在C2-位置上不同的取代基有关,研究了2-乙基-1-丁基-3-甲基咪唑([C2-EBMIm]+),1,2-二丁基-3-甲基咪唑([C2-BBMIm]+),和2-羟甲基-1-丁基-3-甲基咪唑([C2-HMBMIm]+).在高温下,丁基取代咪唑阳离子([C2-BBMIm]+)表现出最强的耐碱性.合成的基于[C2-BBMIm]+阳离子的阴离子交换膜表现出有前途的耐碱性.这些发现将为基于咪唑的阴离子交换膜燃料电池铺平道路.
4.新型无聚合物层状水凝胶用于二维纳米材料的可控生长
- 牛建;王东;秦海利;熊雄;谭朋利;李有勇;刘瑞;陆许兴;吴建;张廷;倪伟海;靳建
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：二维单晶材料是当前纳米材料设计领域的热点,通常的二维单晶材料是石墨烯或类石墨烯结构.这里提出利用二维限域反应制备大面积金属单晶超薄膜的方法,该方法以一种液晶双分子膜为模板体系,使双分子膜与水形成双分子膜/水层/双分子膜的交替层状有序结构.由于水层的厚度在纳米尺寸,且可以通过改变其质量进行精确调控,从而可以将金属单晶的还原反应控制在水层中发生,制备出几纳米到几十纳米厚度可控的大面积单晶金的超薄膜.该方法的核心技术是双分子膜/水层/双分子膜有序结构的调控.
5.一种通用的钴卟啉配合物调节的丙烯酸酯与丙烯酰胺活性自由基聚合
- 赵亚光;董慧龙;李有勇;付雪峰
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：水溶性丙烯酸酯与丙烯酰胺的活性自由基聚合(LRP)可以通过一种通用的钴卟啉配合物(TMP-OH)Co加以调节.这种钴配合物在极性与非极性条件下均可调节LRP的能力使之得以直接合成之前难以制备的功能化的嵌段共聚物.
6.Si/SiO2核壳量子点结构与性质的密度泛函紧束缚方法计算
- 董慧龙;侯廷军;孙晓甜;李有勇;李述汤
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：Si/SiO2核壳量子点表现出了波长可调的发光性能.针对其尺寸,采用了密度泛函紧束缚(DFTB)计算方法研究其结构与电子性质.系统研究了表面钝化、SiO2层厚度及硅氧比例等对于Si/SiO2核壳量子点结构与电子性质的影响效果.发现相比于氢钝化,羟基钝化的Si/SiO2核壳量子点更为稳定.通过DFTB方法,研究了大尺寸(3nm)的Si/SiO2核壳量子点,并且发现随着硅核尺寸的减小,在量子点内部存在着量子限域效应(蓝移)与氧化效应(红移)之间的竞争效应.转折点出现在Si/SiO2比例在1∶1左右时.SiO2层厚度对于能带带隙的影响不如硅核尺寸的影响明显.本研究为设计发光可调的硅量子点提供了理论依据.
7.保护锂负极和提高锂硫电池循环性能的一种有效途径
- 钱骥;叶玉胜;陈人杰;吴锋
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：LiODFB作为一种有机电解液添加剂,可以有效提高锂硫电池的循环性能.电化学性能测试证明合适的添加量可以提高电池的库伦效率.除了一些光谱、电镜测试方法外,还利用Material Studio的Dmol3模块对LiODFB在电解液中可能发生的一些反应,进行量化计算.结果表明LiODFB可以促进含氟钝化膜在锂电极表面的生成,从而抑制飞梭效应,稳定锂电极表面.
8.通过CH/π相互作用为石墨烯打开带隙的理论研究
- 李亚飞;陈中方
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：石墨烯因为具有超高的载流子迁移率被认为是制造新一代晶体管的理想材料,但是纯净的石墨烯是没有带隙的准金属材料,阻碍了其在微电子学领域的应用.通过理论计算发现可以通过CH/π这种独特的弱相互作用,构建石墨烯与部分氢化的石墨烯(C4H)的二维异质结构材料,破坏掉石墨烯两个子晶格的对称性,进而为石墨烯打开一个带隙.并且在打开带隙的情况下,石墨烯的超高载流子迁移率仍然得以保留.
9.石墨烷/氟化石墨烯双层结构的理论研究
- 李亚飞;李锋钰;陈中方
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：通过理论计算发现可以通过C-H...F-H这种独特的氢键相互作用,将完全氢化的石墨烯(石墨烷)与完全氟化的石墨烯连接起来.更为奇特的是,所得到的异质双层结构的带隙(0.5 eV)要远远小于单独单层结构的带隙,并且可以通过施加外加电场来灵活的调控带隙的大小.
10.TiO2表面吸附三氟乙酸的密度泛函理论研究
- CuiWenying;崔文颖;LiuZizhong;刘子忠;JiangYajun;蒋亚军;WangNa;王娜;FengJikang;封继康
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：探求全氟羧酸(Perfluorinated Carboxylic Acjds,PFCAs)的降解方法及其降解机理是当前亟待解决的问题.基于密度泛函理论的Materials Studio (MS)程序包中的CASTEP计算程序,优化了锐钛矿TiO2(101), (001), (110),(210);金红石TiO2(110),(001),(101),(210)和板钛矿TiO2(210),(101),(001),010)晶面的几何结构,结果发现锐钛矿(101)晶面、金红石(110)晶面和板钛矿(210)晶面的能量最低,为最稳定的吸附面.对在最稳定三种TiO2吸附面上吸附三氟乙酸(Trifluoroacetic Acjd, TFA)的18种吸附方式优化结构的吸附能计算表明,TFA被垂直吸附在板钛矿型TiO2(210)表面且羧基端H被Ti原子吸附的吸附方式吸附能最大,吸附结构最稳定,为TFA在TiO2表面吸附的最佳方式.分态密度计算表明,板钛矿(210)面与TFA间存在弱的共价相互作用,吸附后其表面结构的带隙因TFA中的O和F的2p轨道进入,带隙由吸附前的3.06 eV降低到吸附后的2,80 eV,光催化吸收波长由吸附前的385 nm增加到吸附后的443 run,提高了可见光的吸收效率.
11.1,5-二氨基-1,2,3,4-四唑晶体的电子结构和特性的从头研究
- 尚静;张建国;张同来;舒远杰;张绍文;黄辉胜
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：在气态和散装状态中用密度泛函法研究l,5-二氨基-1,2,3,4-四唑(DAT, CH4N6),晶体的堆积和电子结构在DFT-B3LYP/6-311G**理论水平研究,松弛的晶体结构与实验数据相近,前沿轨道的轻微波动(主要N(4)原子轨道形成)是分子最具活性的部分,这也与实验数据一致,9.035 eV禁带说明DAT是一个好的绝缘体.静电势分布是均匀的,表明DAT是不敏感的.平面中的分子间区域的电荷密度没有重叠,说明相邻原子间作用很小.N(1)-N(2)键的重叠布居远少于其他键,因此通过外界刺激该键最先断裂.
12.含能配合物的理论研究:二-(5-硝基-2Htetrazolato-N2)四氨基Co(Ⅲ)高氯酸盐(BNCP)及其过渡金属高氯酸盐类比物
- 尚静;张建国;张同来;黄辉胜;张绍文;舒远杰
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：在密度泛函理论DFT的TPSS级别下研究二-(5-硝基-2Htetrazolato-N2)四氨基Co(Ⅲ)高氯酸盐(BNCP)及其过渡金属高氯酸盐类比物的几何构象和电子结构,以清楚它们禁带和撞击敏感度间的联系.自然键轨道(NBO)分析说明Co配合物的金属—配位基之间作用是共价键,其他的为离子键.静电势分析说明来自硝基四唑环和高氯酸盐的O是负电势,而其他的为正电势.该研究旨在更好理解禁带和撞击敏感度间的联系.
13.对气体分子渗透通过聚对二甲苯(PPX)晶体的理论研究
- 边亮;舒远杰;徐金宝;王伟
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：分子力学(MM)和尺寸递减(GRS)工艺被用来制造晶型聚对二甲苯(含PPX N,PPXC,PPXD),晶型聚对二甲苯对应的链末端为吸收和传递气体分子提供了足够自由的体积,气体的渗透特性用蒙特卡罗方法(GCMC),NVT-分子动力学(MD),聚类分析方法计算.所得的扩散系数按温度和压力的数量顺序排列.最终结论:在晶型聚对二甲苯内部没有气体渗透特性.
14.用来研究高含能的TNT/CL-20共晶的简单方法
- 李华荣;舒远杰;高世杰;陈玲
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：高机械敏感度2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(CL-20)是一种高能硝基铵爆炸物,TNT不敏感但爆炸性能不好.为探讨含能—含能共晶的重要作用和智能作用,研究了TNT/CL-20共晶,TNT晶体和CL-20晶体的稳定性,机械和爆炸性能.非氢键非共价作用统治了该含能—含能共晶的结构.本文中,本地构想和复杂的非共价作用通过电子密度p和分配映射来分析,结构表明:CL-20和TNT通过硝基—芳基作用连接,没有空间相互作用.详细的电子势能分析预测化合物的爆炸速率和撞击敏感度排列顺序CL-20＞TNT/CL-20共晶＞TNT,TNT/CL-20共晶比纯化合物有更好的可塑性.这论证了即使缺氢键,通过共晶作用实现智能含能材料的能力和可行性.
15.对N,N'-azobis-polynitrodiazoles结构和性能的理论研究
- 景梅;李华荣;王军;舒远杰;张晓宇;马卿;黄毅刚
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：N,N'-azobis-polynitrodiazoles的六新型高能密度化合物被设计出来,DFT(密度泛函理论)的B3LYP/aug-cc-pVDZ水平下对其优化的几何和电子结构探索.结果表明:该被设计的化合物具有高密度(1.80到1.84 g·cm-3)和优秀的爆炸性能(爆炸速度8.51到9.02km·S-1,压强32.16到36.58 GPa),另外,发现C-NO2的分离能范围在223.59到240.46kJ·mol-1所有的这些结构说明N,N'-azobis-polynitrodiazoles似乎具有潜在的爆炸物.最终,在N,N,-azobis-polynitrodiazoles中硝基的位置和数量决定了生成热,稳定性,敏感度,密度和该化合物的爆炸性能.
16.过渡金属二硫属化物与单层MXene构成能带可调的复合双层材料
- 马志楠;胡振芃;赵旭东;唐青;吴迪华;周震;张立新
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：在新型二维材料开发与性质应用研究方面,行之有效的一种策略是通过范德华力相互作用制备新型单层或多层材料.在本文中,基于密度泛函理论对过渡金属二硫属化物(TMDs)(包括MoS2,WS2,MoSe2以及WSe2)与单层MXene材料(以Sc2CF2为例)构成的新型二维材料进行了性质研究.与单独的TMD与Sc2CF2单层材料相比,TMD-Sc2CF2复合材料会变为间接半导体,能带间隙在0.13-1.18eV之间.更重要的是,TMD-Sc2CF2的价带项与导带底分别在Sc2CF2与TMD单层上,说明TMD-Sc2CF2材料为第二类能带偏移半导体.利用拉伸/压缩的方法可以调节TMD-Sc2CF2复合材料的带隙.可调的能带结构使得TMD-Sc2CF2复合材料具有良好的电子器件设计的应用前景.
17.浓度对Fe掺杂TiO2的影响的第一性原理研究
- FENG Huajie;冯华杰;SUN Zhenfan;孙振范;CHEN Liuping;陈六平;YANG Limei;杨丽梅;LEI Bingxin;雷炳新;LI Gaonan;李高楠
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：该文运用第一性原理研究了不同浓度Fe原子掺杂TiO2的能带结构、态密度和光学吸收谱.结果表明,Fe原子掺杂浓度的增加导致杂质能级增多，费米能级附近出现态密度峰且峰值随着Fe浓度的增大而增大,从而提高电子从杂质能级跃迁到导带的概率'提高了对可见光的吸收率.进一步分析光谱图发现存在一个最佳浓度对应着较高的可见光响应值.
18.高压下Xe-Fe的化学反应与氙气消失之谜
- 朱黎;刘寒雨;Chris J.Pickard;邹广田;马琰铭
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：研究表明,在地球大气层中90％的氙气(Xe)不知去向,这就是行星学中著名的"Missing Xe Paradox",即"氙气消失之谜".人们普遍认为Xe存储在地球内部,但存在的位置和形态是地学领域长期争议的课题.1997年《科学》期刊发表了理论和实验合作论文,认为Xe和铁(地核的主要构成元素)无法反应形成稳定的化合物,排除了Xe存储在地核内部的可能性.论文利用CALYPSO结构预测方法,首次从理论上提出Xe可以与铁和镍在地核的压力和温度条件下发生化学反应,形成一系列稳定的化合物(例如,XeFe3,XeFe5,XeNi3,XeNi5等等).论文研究结果推翻了前期Xe和铁无法反应的论断,认为地核可以是氙气的藏身之所,很可能为"氙气消失之谜"提供了答案.
19.对3,6-Di(azido)-1,2,4,5-tetrazine重氮环化的理论研究
- 周阳;龙新平;舒远杰
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：3,6-Di(azido)-1,2,4,5-tetrazine重氮环化反应的研究用B3LYP混合密度泛函方法,反应物的结构,转变状态,产物优化,最初反应物的构象用红外光谱确定.另外,独立原子核化学位移(NICS)目录用来讨论产物芳香性,并研究了溶剂效应,结果表明极性溶剂DMSO几乎不影响所有反应路径的激活障碍,却可以使产物稳定.由于叠氮基旋转的活化障碍远小于限速步,产物基本为两个同分异构体(DAT2c and DAT2c')的混合物.
20.非晶态结构的分子模拟研究
- Xiaozhen Yang;杨小震;Shaw Ling Hsu;徐晓林
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：晶态结构与非晶态结构都是材料的重要结构.由于有X光、中子与电子衍射等实验方法,晶区的结构的研究与确定不是很困难.相对而言,非晶区结构的研究困难.许多非晶区的结构是不一样的.典型的非晶态结构一般认为是熔体的无定形结构(Amorphous) 。然而，无定形的结构会有许多种。编写了模拟高分子非晶态各向同性拉曼光谱的程序。把该方法应用于聚氧乙烯((PEO)和聚乳酸((PLA)两个体系，模拟的结果与实验观测的结果有很好的一致性。研究的聚乳酸体系是关于玻璃态薄膜经历了双轴同时拉伸的过程。研究发现，在低拉伸比时，非晶态结构向着增加局部链段取向发展:在高拉伸比时，非晶态结构向着“纯”的无定形结构发展。
21.呋喃π桥对聚合物共平面性和有机场效应晶体管性能的影响
- 袁建宇;臧亚平;董慧龙;刘国均;狄崇安;李有勇;马万里
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：为了扩展π-共轭和在有机场效应晶体管(OFETs)中得到更高的性能,通过引进一个呋喃π-桥进入主链,对一个现有的给体-受体聚合物进行了修改.聚合物中的呋喃桥对热、光学和电化学的性能的影响都得到系统的测试.对于含呋喃桥的聚合物来说,OFETs显示了一个意想不到的降低的空穴迁移率.理论计算表明在加入呋喃桥之后,聚合物的共面性变差,这是由于主链中修改后的相邻嵌段之间的原子相互作用.X射线和原子力显微镜的结果进一步证明,由于共面性降低,含呋喃的聚合物在薄膜中有着较为无序的分子内堆积.
22.结构,带隙和能级调节以获得聚合物太阳能电池中的有效材料
- 袁建宇;黄小东;董慧龙;陆佳灵;杨涛;李有勇;Aidan Gallagher;马万里
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：文中设计和合成了两个新的给体-受体(D-A)聚合物,它们由苯并[1,2-b∶4,5-b']二噻吩(BDT)作为给体,噻二唑[3,4-c]吡啶(PyTZ)作为受体.相比于BDT和4,7-二噻吩-2-基-2,1,3-苯并噻二唑(DTBT)基的聚合物,通过共轭的烷基噻吩基侧链与BDT的结合及用更强的受体PyTZ取代2,1,3-苯并噻二唑,新的聚合物的平面性,能级和带隙得到了良好的调节.新的聚合物在溶液和薄膜状态下表现在出从300到800nm的宽吸收峰.聚合物带隙和能级接近最优值.由于以上调节,基于这些聚合物的太阳能电池的功率转换效率(PCEs)是4.84％和5.11％.这些PCEs要明显高于那些BDT-DTBT基的聚合物(2-4％).
23.高度稳定的N3-取代咪唑基碱性阴离子交换膜:实验研究与理论计算
- 顾凤楼;董慧龙;李有勇;司志红;严锋
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：本文合成了有着多种N3-取代基的咪唑阳离子并研究了它们的碱性稳定性.N3-取代基对碱性稳定的影响效果通过1H NMR谱和密度泛函理论(DFT)计算加以研究.异丙基取代的咪唑阳离子([DMⅡm]+)有着最高的LUMO能级并在NaOH水溶液中表现出最高的碱性稳定性.相比于季铵盐阳离子和[BTMA]+,[DMⅡm]+在NaOH水溶液和提高的温度中同样表现出了较高的碱性稳定性.这项发现激励了[DMⅡm]+基碱性阴离子交换膜的制备.
24.通过取代提升咪唑阳离子的碱性稳定性
- 董慧龙;顾凤楼;李敏;林本才;司志红;侯廷军;严锋;李述汤;李有勇
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：由于其良好的碱性稳定性,咪唑阳离子可作为制备阴离子交换膜的备选材料.对咪唑阳离子进行集团取代是提升其碱性稳定性的有效途径.结合密度泛函理论计算与实验数据,发现咪唑阳离子的LUMO能级与其碱性稳定性有着一致性.结果表明在咪唑阳离子的N3位,烷基是最合适的取代基,烷基取代的咪唑阳离子其LUMO能级取决于供电子效应与超共轭效应.通过对带有相同取代基的1,2-二甲基咪唑(1,2-DMIm+)与1,3-二甲基咪唑(1,3-DMIm+)的比较发现,超共轭效应对1,3-DMIm+的LUMO能级影响更为显著.本研究表明LUMO能级对预测咪唑阳离子碱性稳定性有所裨益.
25.钴卟啉配合物用于烯烃活性自由基聚合的DFT研究
- 董慧龙;侯廷军;赵亚光;付雪峰;李有勇
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：文章设计了可用于烯烃活性自由基聚合的钴卟啉配合物并且采用密度泛函理论计算研究了钴卟啉配合物的催化效率.结果表明(TMP-OH)Co-R凭借其较小的空间位阻而富有成效.通过比较键离解能(BDE)及反应路径,计算结果显示钴卟啉配合物的催化效率符合以下顺序:(TPFP)Co-R＞(TMPAOH)Co-R＞(TMP)Co-R.电子效应和空间位阻效应对于钴卟啉配合物的键离解能是很重要的.在所选择的单体当中,VAc和AN的CO-CR键能是最强的,同时tBA的键能则是最弱的,这也决定了它们在活性自由基聚合当中的表现.所测得的聚合物的聚合离散度(PDI)与所计算的BDE相一致.同时也总结出自由基对的活化能垒与它们的催化效率相关.低能垒对应着高效的催化反应.结果表明修饰后的(TMP-OH)CoⅡ和(TPFP)CoⅡ相对于(TMP)CoⅡ是更好的烯烃活性自由基聚合催化剂.
26.单层石墨烯中点缺陷的迁移与愈合的第一性原理研究
- 吴亮;侯廷军;李有勇;K.S.Chan;李述汤
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：石墨烯中的点缺陷可以被人为创造并能提升本征石墨烯的相对性能.缺陷石墨烯是用于电子器件和传感器的潜在材料.在光照或热处理条件下,缺陷可能扩散并相互聚集.在此采用密度泛函理论计算解释点缺陷的迁徙和愈合过程.发现单空位(SV)缺陷的存在促进了其他SV缺陷的迁徙从而使他们聚集并形成相邻的单空位缺陷.相邻的单空位缺陷会结合成双空位缺陷,研究了此路径.同样研究了双空位缺陷的结构重排并总结出不同类型双空位缺陷的相对稳定性.此外,还发现双空位缺陷[V2(5-8-5)]随时可以通过相邻的单原子缺陷加以修复.作为比较,双空位缺陷[V2 (555-777)]无法被单原子缺陷直接加以修复.我们的结果提供了石墨烯中点缺陷的迁徙和愈合过程,这有利于缺陷石墨烯的纳米工程化.
27.聚苯胺包覆Pt/C催化剂的电子结构与催化活性的密度泛函研究
- LI Li;李莉;XUE Yun;薛云;XIA MeiRong;夏美荣;CHEN SiGuo;陈四国;WEI ZiDong;魏子栋
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：针对聚苯胺(PANI)包覆Pt/C催化剂以后,形成的Pt/C@PANI核壳结构催化剂稳定性和催化氧还原活性显著提高的现象,采用密度泛函方法从理论角度研究了其稳定性和催化活性提高的原因.结果发现,随着PANI将电子转移给载体C,自身空穴增加,PANI部分氧化,导电性增强;PANI在Pt/C表面主要通过共轭苯环的形式(3C、N2C-I)相互作用且伴随着电子转移;PANI的存在使Pt/C@PANI体系的HOMO能级升高,减小了与氧气分子LUMO能级的差异,有利于电子从催化剂HOMO转移到氧分子的LUMO轨道,使得氧容易得到电子;PANI吸附后,Pt原子d带中心显著降低,利于中间物种的脱附,催化活性更高;分态密度表明,PANI使Pt、C均向低能级方向移动,使Pt/C体系更稳定.
28.多孔石墨烯用作氢气分离与提纯的膜材料的理论研究
- 李亚飞;周震;陈中方
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：通过理论发现实验上合成出的一种多孔石墨烯材料—聚苯是具有直接带隙的半导体材料,在纳米电子学领域具有潜在的应用前景.进一步的研究发现聚苯的孔的宽度解决氢气的动力学直径,因为氢气可以很容易的通过聚苯的孔.但是一些动力学直接比较大的分子,如CO,CO2,CH4等分子通过聚苯的孔时需要克服较大的能垒.因为聚苯可以作为氢气的分析和提纯的优良膜材料,有望促进氢能社会的早日实现.
29.锐钛矿型TiO2表面吸附甲醛的密度泛函理论研究
- LiuZizhong;刘子忠;HanFei;韩飞;FengJikang;封继康;XuAiju;徐爱菊;CuiWenying;崔文颖
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：应用密度泛函理论优化了锐钛矿型TiO2 (001),(110)和(100)晶面结构,发现(001)晶面能量最低.通过对甲醛吸附到(001)面的6种初始猜测方式的几何优化,发现从甲醛H-C-O侧面吸附方式为最稳定的吸附方式,吸附能最大,发生了化学吸附.吸附后甲醛中C-H键增长,键变弱,C-O键缩短,键增强.甲醛中C原子与邻近层Ti和O原子间电子云发生重叠,有新的Ti-O和Ti-C键生成.吸附前后锐钛矿型TiO2(001)能隙从2.88 eV降低为2.50 eV,光催化吸收波长从431增加到496 nm.
30.FeAl(B2)合金La, Ac, Sc和Y元素微合金化的第一性原理研究
- Zhao Rong-Da;赵荣达;Zhu Jing-Chuan;朱景川;Liu Yong;刘勇;Lai Zhong-Hong;来忠红
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了稀土元素(La,Ac,Sc和Y)微合金化对FeAl (B2)有序金属间化合物合金晶体结构、弹性和电子性能的影响.计算结果表明:稀土元素Y易于取代Fe位,而Sc,La和Ac易于取代Al位,其中Ac元素的加入使晶格点阵发生最大的变形.弹性性能的计算表明La,Ac,Sc和Y元素的加入可以改善FeAl (B2)的塑性,其中Fe7Al8Sc具有最好的塑性和硬度.稀土元素对合金性能的影响,主要是由于稀土原子的加入改变了Fe和Al电子之间的杂化作用.计算结果与已有的试验结果和理论结果相一致.
31.关于气体通过聚对二甲苯AF8的渗透性的分子动力学研究
- 边亮;舒远杰;王新锋
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：通过新型计算工艺制造非晶型的和晶型的聚对二甲苯AF8薄膜,该工艺是NVT+NPT-分子动力学(MD)和逐步递减方法的结合,用巨正则蒙特加德罗(GCMC)和NVT-MD方法计算相关渗透特性,与非晶型聚对二甲苯AF8对比,晶型的气体行进路线更少,在聚对二甲苯AF8薄膜中,为保持能量最小,气体在稳定区域来来回回.此外,晶型中气体沿y轴行进,然而非晶性中任意行进.对应的渗透性接近实验数据.
32.在晶型和非晶型PPXC薄膜中气体的吸收和渗透:MD和GCMC研究
- 边亮;舒远杰;王新峰
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：晶型和非晶型PPXC薄膜用—种新型计算方法构造,即结合了NVT+NPT-分子动力学(MD)和逐步递减法(GRS),相应的自由体积定义为同系.PPXC聚合物中气体吸收和渗透用巨正则蒙特加德罗GCMC和NVT-MD研究,结果表明:相对非晶型PPXC薄膜,晶型薄膜为吸收或运输气体提供了更少的自由体积.该薄膜的气体吸收属于物理吸收,并且氢键在非晶区域很明显.通过聚类分析气体的均方偏移,发现气体在晶型薄膜中沿x轴前行,在非晶型中任意前行,计算的扩散系数与实验数据相近.
33.对新型的富铝高能密度材料1,1-diamino-2,2-dinitroethylene的理论研究
- 边亮;舒远杰;熊建波;王伟
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：本文设计了富铝1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (Al-FOX-7)晶体,用居正则蒙特卡罗法(GCMC),NVT+NPT-分子动力学法(MD),GGA-PBE-密度泛函理论(DFT)研究了该高能密度材料.结果表明:Al破坏了FOX-7的官能团间的氢键并形成新的Al-H和Al-O键,他们的原子容量x影响了Al-FOX-7晶体的表层电子状态,摩擦敏感度,爆炸特性cj,当x=4时,该晶体具有最高的摩擦敏感度和爆炸特性cj,是FOX-7晶体的1.5倍.
34.对二维高分子Cu(DAT)2Cl2及其新的类似物Zn(DAT)2Cl2的密度,稳定性和爆炸性能的研究
- 舒远杰;李黄蓉;高世杰;熊鹰
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：基于Cu(DAT)2Cl2,一个新型的二维的环境友好型八面体配合物Zn(DAT)2Cl2首次被设计出来.在TPSSTPSS/6-311G(d,p)级别下用密度泛函理论(DFT)预测结构优化,用电子云封闭体积和VLW状态方程分别计算密度和爆炸性能,计算结果显示密度和生成热(HOF)均Zn(DAT)2Cl2＞Cu(DAT)2Cl2,与键分离能(BDE)结果一致.虽结构相似但它们第一步分解不同.这两个标题化合物展现出和BNCP相媲美的爆炸速率和压力,它们是高能高密度材料的潜在者.
35.银/氧化铝催化剂上银物种的本质:联合实验和理论计算的研究
- 邓华;余运波;李福东;马金珠;张燕;贺泓
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：Ag/Al2O3催化碳氢化合物选择性还原(HC-SCR)氮氧化物(NOx)是有望实际应用于柴油机尾气治理的技术之一.催化剂表面的银物种在净化NOx中起到了至关重要的作用.本文通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线近边吸收光谱(XANES)、X射线拓展边精细结构(EXAFS)联合理论计算(DFT)的方法研究了银物种的特征.通过负载梯度浓度的银,发现在负载量小于2wt％时,氧化态银为主导且催化活性优良.在1 wt％负载量时,银离子是主要银物种且其活性最佳.当负载量增至2wt％,低温活性提高而高温活性下降,银离子仍为主要物种且伴随有Ag-Ag配位壳层出现.DFT模拟了银离子和氧化银簇(Agn,1≤n≤4)负载于载体氧化铝之上的模型,结构参数与EXAFS实验表征结果十分吻合.对比不同模型的能隙大小发现:Ag离子锚定于AlⅢ位有利杂化Ag,O,Al原子轨道降低能隙进而提升催化活性.
36.g-C3N3单层材料应用于氢气纯化的理论预测
- 马志楠;赵旭东;唐青;周震
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：膜技术在氢气纯化领域已经得到了广泛的应用.在本项工作中,基于密度泛函理论对二维g-C3N3材料在作为氢气分离膜应用方面做了充分的计算研究.首先对g-C3N3的结构进行了优化,并计算了声子谱以确保其稳定性以及化学合成可能性.进而,计算了H2以及杂质气体,如CO,N2,CH4的穿透率并进行了对比.与H2相比,其余杂质气体穿过g-C3N3均非常困难.非常高的H2穿透率与选择性使得g-C3N3二维材料在H2纯化领域的应用具有非常良好的前景.
37.多尺度研究重油沥青质的聚集结构
- RenQiang;任强;Zhou Han;周涵;DaiZhenyu;代振宇;ZhaoXiaoguang;赵晓光;ZhaoYi;赵毅;WangLixin;王丽新
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：用MS6.1在不同尺度下分别用耗散粒子动力学和分子动力学及量子力学对沥青质的聚集形态及微观结构进行了研究.结果发现,重油体系以胶体结构的形式存在,沥青质处于胶粒的核心位置,胶粒是由一些从内到外极性逐渐变小的组分组成,在胶体体系中为分散相,而饱和分和单环芳烃为胶体体系的分散介质;在重油体系中,多个沥青质分子以似晶缔合体的结构形式存在.沥青质分子中以稠合芳环为核心的单元片结构之间,分子内或分子间芳香环7π电子云的重叠而络合是沥青质分子形成似晶结构的原因.
38.Materials Studio软件在COF材料研究中的应用
- 丁三元;王为
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：为了实现共价有机框架材料(Covalent Organic Framework,COF)在催化上的应用,以均苯三甲醛和对苯二胺作为构筑基元构建了晶型的COF-LZU1材料,并采用Materials Studio软件对COF-LZU1材料的晶型结构进行了解析.由Materials Studio中的Reflex模块计算得到了COF-LZU1材料的晶型结构,这种层层堆积的结构使得COF-LZU1材料的亚胺键可以与醋酸钯进行配位并形成具有催化活性的Pd/COF-LZU1材料,从而实现了COF材料在催化领域中的首次应用.
39.Cross-Scale Method for Structure-Performance Relationship in Chemical Product Engineering: A Case Study on Drug-loaded Polymeric Micelle System
- WU Wensheng;吴文胜;Canyang ZHANG;张灿阳;LI Liuxi;李秀喜;Xiao XU;徐骁;QIAN Yu;钱宇;ZHANG Lijuan;章莉娟
- 《第七届国际分子模拟与信息技术应用学术会议》 | 2014年
摘要：以聚合物载药胶束体系为例，采用新的表征聚合物结构特征的嵌段单元自相关(BUA)描述符的计算方法，建立了最佳结构-性能关系模型群。模型经内外检验参数评估、应用域定义，确认了模型的可靠性，确保了BUA描述符对载药机制的合理解释。聚合物中拨基氧的亲电作用对阿霉素载药量的影响最大，亲电作用越强，阿霉素的载药量越大，反映在嵌段单元上是“CL”越多，阿霉素载药量越大;对于星型聚合物，增加“PCL”嵌段长度或减小“PPEGMA”嵌段长度，都有利于聚合物胶束阿霉素载药量的增加;增加星型杂臂聚合物的"PDEAEMA”嵌段长度有利于载药量增加，而对于均臂聚合物则不利于载药量增加。通过对模型中BUR描述符的分析和机理阐释，进一步阐释了聚合物嵌段单元结构和拓扑结构对阿霉素载药量的影响。研究显示，BUA描述符能很好的在模型中反映聚合物的嵌段结构和拓扑结构对载药量的影响，因此在设计目标聚合物时，可以根据目前需求调整分子结构，也可以通过模型预测载药量。该研究为定量设计和开发合适载药量的聚合物及其胶束提供一种新的思路和理论方法，有望指导其它复杂结构化产品的设计和开发。