一、UH~(n+)(n=1,2,3)分子离子的势能函数和稳定性（论文文献综述）
王田田[1]（2021）在《基于第一性原理研究固态电解质离子传输与电化学窗口》文中指出目前,新能源汽车的发展不断推动动力电池核心技术的应用与产业化进程,并要求动力电池具有高能量密度的特性。传统有机电解液易挥发、易燃易爆的化学物质给电池体系带来了严重的安全隐患。因此,开发全固态电池来突破有机电解液的局限性势在必行。但是,目前全固态电解质电化学窗口形成机制仅局限在热力学方面的研究,且理论计算结果尚不能验证实验结果;另外,全固态电解质离子电导率的改善主要通过离子掺杂来进行,但是离子掺杂浓度,掺杂种类对离子电导率的作用机制尚不明确。本文基于第一性原理计算对全固态电解质中的三种典型结构体系即:石榴石体系代表材料Li7La3Zr2O12（LLZO）,NASICON体系代表材料Li Ti2P3O12（LTP）和钙钛矿体系代表材料Li0.3La0.567TiO3（LLTO）的电化学窗口或离子传输机制进行研究,取得以下研究成果:（1）通过实验和计算两种方法,全面研究了立方相LLZO充电时电化学分解机理,揭示了电化学析氧动力学势垒对LLZO电化学稳定性的重要贡献,建立了石榴石结构Li7La3Zr2O12（LLZO）多面体的刚度模型（q/r3）用于筛选电解质材料和提升电化学稳定性。研究发现Nd3+等阳离子取代具有更宽的电化学窗口（>5.5 V）,计算电化学窗口值与实验值取得较好一致。（2）通过DFT和AIMD模拟发现立方相LLZO中锆离子高价取代可以有效活化锂离子迁移,理论计算出12.5%取代比例可到达0.19eV低的锂离子激活能。统计分析表明这种取代效应导致离子电导率的提升主要归结于亚稳态构型“Li24d-Li48g-v”即24d占位锂离子仅与一个48g锂空位紧构型,为提升锂离子电导率提供了理论依据。（3）结合DFT计算和AIMD模拟筛选出了Li1+xAlxTi2-xP3O12（0≤x≤1）（LATP）中25%Al取代形成的NASICON结构Li1.5Al0.5Ti1.5P3O12具有0.20eV的低锂离子激活能,结构分析表明低离子激活能主要归结于骨架阳离子多面体畸变,激活锂离子迁移。
李晶[2]（2021）在《理论研究掺杂铍纳米线的非线性光学性质》文中认为近年来,种类繁多的非线性光学（NLO）材料在光通讯、信息处理、光存储等方面有着非常广阔的应用前景,使非线性光学材料性质的研究成为了一个热门话题,而开发和设计高性能的非线性光学材料则变得尤为重要。以前的研究表明,在体系中引入额外电子是增强其第一超极化率的有效方式,其中具有代表性的工作是将碱金属原子掺杂到不同种类的有机配合物中,设计出大量的电子化物分子。之后的研究发现,这些电子化物分子虽然具有较高的非线性光学响应,但其热稳定性不佳。为了增强NLO电子化物分子的热稳定性,我们课题组提出了“全金属电子化物”的概念。本文通过掺杂钙、镁原子到铍团簇多聚物中,成功构建了掺杂的铍纳米线Ca2+（Be6）n4-Mg2+（n=1-7）。研究发现,其作为特殊的全金属电荷转移盐,具有较大的非线性光学（NLO）效应(00)=1.05×104-1.12×105 au),这可以归因于Ca、Mg原子的掺杂。值得注意的是,随着Be6八面体单元（n）数量的增加,体系的00)值迅速地增加,表明纳米线的长度对其NLO响应产生明显的正向影响。与此同时,其在红外（IR,>2800 nm）和紫外（UV,<200 nm）区域均具有工作波段,可以被用作新的红外和紫外NLO材料。更有趣的是,(Ca2+（Be6）n4-Mg2+具有较强的Janus电子性能（同时具有供电子、吸电子性能）。总而言之,此工作成功预测了一批可以应用于红外、紫外非线性光学材料以及电子设备领域的新型金属纳米线。
曹雯[3]（2020）在《g-C3N4/MIL-68（In）-NH2的制备及对布洛芬的光催化降解性能研究》文中认为我国是药品及个人护理品（Pharmaceuticals and personal care products,简称PPCPs）生产和消耗大国,由于缺乏有效的管控措施和治理技术,大量的PPCPs残留物向水体中持续输出,产生微生物耐药性及生物体毒性,直接威胁人体健康及生态环境安全。因此,近年来有关PPCPs废水治理的研究受到越来越多的关注。相关研究显示,光催化技术能够彻底、有效地处理PPCPs废水,但目前常用的传统光催化剂由于自身的局限性（易发生光化学腐蚀、比表面积小、光催化活性低等）,难以满足大规模应用的需求。本研究从构建高效、稳定的金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）光催化剂出发,以去除水中典型非甾体抗炎药物—布洛芬为应用方向,研发了类石墨相碳化氮/In基MOFs（g-C3N4/MIL-68（In）-NH2）异质结光催化剂的合成技术。同时,采用表征手段对比分析单体和复合材料的结构及性能差异,并通过开展光催化实验对材料的性能进行评估,主要包括:光催化降解布洛芬实验、单因素影响实验、响应面模型研究及光催化机理和降解路径分析,具体研究内容及结论如下:（1）采用原位引入溶剂热法制得具有高光催化活性的g-C3N4/MIL-68（In）-NH2复合材料。表征结果显示:复合材料中MIL-68（In）-NH2为类针状晶体,紧密覆盖在g-C3N4薄层粗糙的表面;g-C3N4/MIL-68（In）-NH2中MOFs的晶体结构未发生改变,各官能团得到良好保持;相比于单体材料,复合材料的可见光吸收能力及光催化性能得到显着提升,这得益于材料间形成的异质结促进了光生载流子的转移和分离。（2）光催化性能测试实验结果表明,g-C3N4/MIL-68（In）-NH2对布洛芬展现出优异的光催化降解及矿化能力,且材料具备良好的结构稳定性及可重复利用性。10 wt%g-C3N4/MIL-68（In）-NH2对布洛芬的降解率为93%,明显高于MIL-68（In）-NH2（68%）和g-C3N4（9%）,同时,g-C3N4/MIL-68（In）-NH2体系的TOC去除率高达70%,为MIL-68（In）-NH2体系的1.56倍。溶液p H对光催化过程具有重要影响,控制p H为4～5,布洛芬浓度为10～40 mg/L,催化剂投加量为30～40 mg有利于实现布洛芬的高效降解。（3）响应面模型分析结果显示,各因素项对光催化体系影响作用显着性的顺序为:p H（A）>催化剂投加量（C）>布洛芬初始浓度（B）,提高体系中布洛芬降解率的前提是将反应液调节至最佳范围内。经模型优化后,光催化体系的最佳运行条件为:反应液p H为4.56,布洛芬初始浓度为20.77 mg/L,催化剂投加量为40 mg,此时模型预测的布洛芬降解率为94.19%,与实测值相比,差值不超过0.50%,所建立的响应面模型可靠性高。（4）光催化体系中的活性物种主要包括h+、·OH和·O2-,且h+在降解布洛芬的过程中起主要作用。g-C3N4与MIL-68（In）-NH2间形成的异质结能够明显提升光生电子空穴对的分离效率,加速自由基形成,从而显着提高材料对布洛芬的降解效率。g-C3N4/MIL-68（In）-NH2光催化降解布洛芬的反应主要发生在侧链,并呈逐步降解的趋势,光催化降解过程主要涉及羟基化、脱羧、脱氢及侧链断裂等反应。
宋冉[4]（2020）在《葡萄糖和纤维二糖第一水合壳层结构及光谱特征分析》文中研究说明光谱分析是一种快速、准确检测物质成分和含量的有效方法,因此在工程实践中应用广泛。随着计算机技术的发展,利用量子化学方法开展光谱分析对探究分子体系结构特点和光谱特征更为方便,因此在光学工程领域得以迅速发展。在众多量子化学计算方法中,基于蒙特卡罗的全空间搜索方法可以保证在没有任何外加限制的基础上得到分子体系的所有可能结构,然后结合构型优化、高阶单点能计算以及重叠基组校正等计算过程,将结果进行整理分类和研究分析后,最终得到分子体系的代表构型,进而获取分子的稳定结构和光谱信息,这些对分析分子的组成成分、结构特点和性质功能等方面有着非常重要的意义。通过借助该方法,我们可以成功开展生物分子空间结构和溶液环境下溶质分子与溶剂分子之间微观相互作用以及光谱性质等方面的研究。本论文的主要内容包含如下几个方面:1.利用基于蒙特卡罗的全空间搜索方法研究了葡萄糖分子的空间结构特点,该方法与传统的生物分子体系空间结构的研究方法不同,所产生的初始结构更为随机和全面,因此确保了结果的准确度。该方法将全空间搜索得到的所有可能结构进行量子化学计算之后,分析整理计算结果,最终得到葡萄糖分子的两个代表构型Glc A和Glc B。结合光谱分析对比两个代表构型的结构以及光谱振动特征。2.在气相下葡萄糖分子的结构特征和光谱特性的基础上,分析讨论了葡萄糖分子的水合物结构特点,并完成了葡萄糖分子的第一水合壳层结构模型的研究。通过对比发现Glc·（H2O）n-1与Glc·（H2O）n（n=1～15）各阶段代表构型在结构上的联系,因而提出在Glc·（H2O）n-1最稳定代表构型的基础上,通过全空间搜索产生Glc·（H2O）n稳定性代表构型的方法,最终组建出完整的葡萄糖第一水合壳层结构模型。最后,分析总结了CPCM模型（Conductor-like Polarizable Continuum Model）下的葡萄糖分子、气相下的葡萄糖分子第一水合壳层结构和CPCM模型下的葡萄糖分子第一水合壳层结构的拉曼光谱特征,分别确定出不同水溶液模型的特点。3.在葡萄糖第一水合壳层结构的研究基础上,借鉴葡萄糖分子水合位的特点,我们研究了纤维二糖水合物的结构特征。在Cel A周围不同水合位上随机添加水分子组成所有可能的水合结构,然后再结合量子化学计算确定Cel A·（H2O）n（n=1～18）各个阶段水合物的代表构型,最终建立完整的纤维二糖第一水合壳层结构,最后将此结构进行光谱分析研究其分子振动规律。本论文主要研究了葡萄单糖的空间结构、葡萄糖分子的第一水合壳层结构和纤维二糖分子的第一水合壳层结构三个方面的内容。通过反复分析和验证,我们确定出研究分子体系结构和分子间微观相互作用的方法,该研究方法的建立使得生物分子空间结构和溶液模型等相关问题的研究变得更加简便。在实际的生活应用中,该研究方法也有很大的作用,例如在科研领域、医疗病理研究、药物研发以及预测疾病发生和治疗等方面提供了理论基础和研究依据。
杨家强[5]（2020）在《超越平均场的态到态微反应动力学的发展及其在限域催化领域的应用》文中提出材料的化学反应行为是各个尺度的各因素共同影响作用的结果。为了深入理解材料的宏观化学行为,需要综合考虑不同时间与空间尺度上的化学过程和影响因素,这对现阶段的材料研究提出了巨大挑战。随着计算机技术的飞跃发展,耦合第一性原理计算和平均场微反应动力学的理论模拟策略成为了材料跨尺度研究的一种重要手段。然而基于平均场的微反应动力学方法难以适应反应位点复杂且表面位点分布局域且不均一的限域催化体系。本文发展了超越平均场的态到态的微反应动力学方法,并结合第一性原理计算研究了莫来石型氧化物表面双金属组合位点、贵金属表面多金属原子组合的孤立位点以及双羟基复合位点的本征反应行为,揭示了实验条件下限域催化体系的微观反应机理以及反应活性的调控策略。具体研究成果如下:发展了适用于限域催化体系的超越平均场的态到态微反应动力学框架,对孤立复合反应位点采用整体化处理方法,考虑限域催化体系表面物种的近邻化学环境区分受限位点上不同的多分子或原子构型,建立可以映射真实反应物种的反应模型;同时也可实现对稳态方程的降次简化求解过程。基于第一性原理的微动力学方法在实验相关的温度和压力条件下,对纯相和表面（Ba、Sr和La）掺杂的莫来石型氧化物Sm Mn2O5表面氧和双金属位点的NO氧化机理（分别对应Mars-van Krevelen和Eley-Rideal机理,记作Mv K和ER机理）进行了全面的研究。关于纯相的Sm Mn2O5,Mv K和ER机理分别贡献了高温和低温下的NO氧化活性。NO*物种的稳定性（NO*即为NO结合表面氧物种）和吸附氧物种（O2*）分解能力被发现分别是Mv K和ER机理的NO氧化能力的主要影响因素。表面掺杂Sm Mn2O5的微动力学分析表明,Ba掺杂弱化了NO*的稳定性,Sr和La掺杂增强了表面氧解离,进而极大促进了Sm Mn2O5的NO氧化活性。基于第一性原理的微动力学分析揭示了实验条件下Sm Mn2O5的NO氧化反应细节,为莫来石催化剂性能优化提供了理论指导。建立了实验条件下Pdn（n=1、2、3、4）体系上耦合吸附竞争与反应竞争的CO氧化反应的态到态微反应动力学模型。研究发现CO预先占据表面位点与随后的O2发生反应的反应过程（Pre-adsorbed CO oxidation pathway,PCOP路径）主导低温CO氧化,Pdn位点的强CO吸附极大地限制了其低温活性;解除毒化之后,其本征活性主要受氧气吸附能力调控。另一方面,氧气先吸附分解随后与CO反应的反应路径（Dissociating oxygen pathway,DO2P）主要贡献CO氧化的高温活性,增强氧气表面吸附能力可促进其本征活性。另外Pd2体系由于弱CO毒化在低于360K的温度区间贡献最高的反应活性,在更高温度Pd4体系的活性是最优异的。此研究揭示了PdnAu型催化剂对CO氧化反应的微观机理以及影响因素,这对双金属催化剂的设计与优化有着重要的指导意义。结合理论和实验研究了三甲基铝（TMA）和异丙醇二甲基铝（DMAI）在铂纳米颗粒不同晶面的分解行为,发现以DMAI作为Al源前驱体,Al Ox可以在Pt纳米颗粒上实现晶面选择性生长。通过密度泛函理论计算,提出表面的双羟基位点是DMAI分解的主要活性位点,并构建出包含表面吸附和一步解离的DMAI分解模型,同时发现H2O可以有效的消除DMAI一步分解残留的前驱体支链。进一步的动力学和实验研究证明了,通过调控ALD沉积循环数目,Al Ox可以优先包覆Pt（111）晶面同时保留Pt（100）以及棱边位点。同时DMAI在Pt（111）晶面上Al-O键的快速解离是Al Ox晶面选择性沉积的主要原因。最后通过对前驱体TMA和DMAI的结构和电荷分析发现,异丙醇基团的引入增强了DMAI中的Al-C键合并使DMAI可以在表面稳定吸附,这为晶面选择性沉积创造了条件。本工作结合理论和实验方法揭示了选择性沉积的微观机制,为ALD前驱体的精确设计和Pt的定向包覆提供了新的策略与思路。
John S.Tse[6]（2019）在《极端条件下材料化学和输运性质的第一原理研究》文中提出地球是一个动态系统。从常温常压到地核的360 GPa和6600 K,地球的热力学状态随着深度的变化而发生很大变化。因此,地球成分（如硅酸盐和碳酸盐矿物）的物理和化学性质受其所处环境的显着影响。在过去的30年中,在极端条件下的材料表征的实验技术和理论模拟方法都取得了巨大的进步。这些进步提升了我们对矿物特性的理解,这对于充分认识这个星球的形成及其生命起源至关重要。本文回顾了用于预测极端条件下材料性质的最新计算技术,本研究仅限于应用第一原理分子动力学（first principle molecular dynamics, FPMD）方法研究与地球科学相关的化学和热力学输运过程。
孔晓天[7]（2018）在《靶向激酶抗肿瘤药物设计和分子模拟》文中认为恶性肿瘤又称癌症是一类非传染致死性疾病,与心血管疾患并称为严重威胁人类健康和生命的两大杀手。分子靶向肿瘤治疗以其高疗效,低毒副反应以及高度特异性等优点已成为恶性肿瘤治疗领域的主流研究方向之一。激酶是抗肿瘤药物研发中最重要的一类靶标,如针对非小细胞肺癌的关键靶标ALK/ROS1、针对多种恶性血液肿瘤的重要靶标JAK2、针对血液系统肿瘤和淋巴瘤的热门靶标CDK9。目前,靶向ALK/ROS1、JAK2和CDK9的新药研发取得了重大突破,一批激酶小分子抑制剂被用于临床治疗或进入临床研究。然而,随着激酶抑制剂的广泛使用,获得性耐药以及毒副反应等临床应用问题也陆续出现。本论文将采用多种分子模拟方法对几个热门激酶靶点（ALK/ROS1、JAK2和CDK9）小分子抑制剂的结合、耐药性和选择性等机理进行深入理论研究,从而能为筛选和设计新颖有效的激酶抑制剂提供有价值的信息。在第二章和第三章中,采用分子对接、分子动力学模拟（MD）和MM/GBSA结合自由能计算及分解等模拟方法,揭示了ALK激酶和哌啶甲酰胺类Type-I1/2型抑制剂间的结合机制。据此,设计了32个1-嘌呤-3-哌啶甲酰胺类Type-I1/2型ALK抑制剂,其中5个化合物的活性达到皮摩尔级别。特别是001-017对L1196M、C1156Y、R1275Q和F1174L突变ALK的耐药细胞株有很强的抑制活性。随后,采用基于多构象的分子对接和基于MD的MM/PB（GB）SA方法模拟了1-嘌呤-3-哌啶甲酰胺类Type-I1/2型抑制剂结合的“构象选择”和“诱导契合”过程。模拟结果显示,引入蛋白柔性对于准确预测Type-I1/2型抑制剂的结合机制至关重要。此外,伞形采样（umbrella sampling,US）模拟显示化合物001-007既具有最强的结合能又具有最长的滞留时间。在第四章中,结合MD模拟、US模拟、MM/GBSA结合自由能计算及分解等模拟方法从能量转化和构象变化两个方面探索了L884P突变导致抑制剂BBT594和CHZ868耐药的分子机制。US模拟揭示,在BBT594和CHZ868分别从野生型和L884P突变JAK2结合口袋解离的过程中,L884P突变会影响JAK2重要活性区域的构象并破坏重要的残基-残基和残基-抑制剂相互作用。构象熵变（-TΔS）和RMSFs值的增加显示L884P增强了别构口袋中β3-折叠区、αC螺旋和DFG的柔性。自由能分解显示L884P突变削弱了BBT594与Tyr931和Glu898间的相互作用。在第五章中,使用MD模拟、拉伸动力学模拟、US模拟、MM/GBSA结合自由能计算以及分解揭示了4-（噻唑-5-基）-2-苯胺基-嘧啶类抑制剂对CDK9和CDK2激酶的选择性机理。模拟结果显示,CDK9的内在柔性以及“宽敞”的结合口袋,有利于尺寸较大的化合物12u和4在口袋中调整构象获得最佳结合状态。结合自由能分解结果表明,活性口袋周围非保守残基也是决定抑制剂选择性的重要因素。在第六章中,以ROS1为目标靶点,评估多种基于靶点结构的虚拟筛选策略对ROS1抑制剂的筛选精度。首先,使用朴素贝叶斯分类方法（na?ve bayesian classifier,NBC）将基于多个靶点结构的分子对接得分进行了整合,结果显示基于10个ROS1结构对接结果的NBC筛选模型具有最高的预测精度。此外,我们将MM/GBSA残基分解能量项（MIEC）和支持向量机（SVM）相结合构建了针对ROS1的MIEC-SVM预测模型,该模型的抑制剂富集率和对抑制剂的排序能力均比Glide XP对接打分更优。
陈正艳[8]（2018）在《银基纳米材料的可控合成及其电催化性能的研究》文中进行了进一步梳理随着世界人口的增长和科学技术的进步以及化石燃料的大量使用,全球对能源的需求急剧上升,环境的污染日益加剧。开发清洁、高效的新能源对缓解世界能源危机、解决环境污染等问题至关重要。燃料电池以其能源利用率高、无污染、便于携带等独特优势而倍受青睐。然而,在高效的燃料电池中,阴极氧还原反应（ORR）催化剂主要是铂（Pt）基催化剂,金属Pt储量稀缺、价格昂贵、且抗甲醇中毒和电化学稳定性较差。为了推进燃料电池的大规模商业化进程,需要开发新型高效的非Pt的ORR催化剂。在众多非Pt的ORR催化剂中,银（Ag）基催化剂储量丰富、价格低廉、导电性好且在碱性介质中具有较高的电化学稳定性。制备高效的Ag基ORR催化剂替代Pt,对于促进燃料电池的大规模商业化发展具有重要意义。为了提高Ag基电催化剂的ORR活性,科研工作者们已经做了大量的努力,但Ag基电催化剂的ORR活性与Pt仍有差距。因此,我们利用电化学沉积法、硬模板灌注法以及氢气还原法制备了不同的Ag基电催化剂,通过调节Ag基催化剂形貌与大小以及电子结构,利用载体与Ag之间的相互作用,改善Ag的分散程度,增加可进入的比表面积来增强Ag基电催化剂的活性,系统的研究了Ag单质,Ag合金及负载型Ag基催化剂的结构、形貌以及组分间的相互作用对催化活性的影响,具体研究内容如下:1、以7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷（TCNQ）为基底,采用电化学沉积的方法制备了树枝状纳米Ag（AgNDs）。测定了最佳沉积条件下制备的AgNDs在ORR和过氧化氢（H2O2）检测方面的活性。在0.1 M KOH溶液中,AgNDs修饰的玻碳电极（AgNDs/TCNQ/GCE）催化ORR的起始电位与商业铂碳（Pt/C）相同(0.98 VRHE)。在10μM至17 m M的H2O2浓度范围内,AgNDs/TCNQ/GCE检测H2O2的灵敏度为450μAmM-1cm-2,检测限为0.47μM。AgNDs/TCNQ/GCE对ORR和H2O2的电催化活性高于文献中报道的其他Ag基纳米材料。AgNDs/TCNQ/GCE表现出对ORR和H2O2较高的电催化活性主要源于树枝状的形貌暴露了更多的活性位,且TCNQ的存在增强了AgNDs与GCE之间的电子传递能力。2、以有序介孔碳为载体,氢气为还原剂制备了介孔碳载银铁合金纳米粒子催化剂（AgFe/tri-OMC）,通过TEM、STEM-Mapping、XPS、XRD等表征技术证明了AgFe合金的存在和组成。实验结果表明在0.1 M KOH溶液中,AgFe/tri-OMC催化ORR的起始电位和半波电位分别为0.96 VRHE和0.80 VRHE,比Ag/tri-OMC的起始电位和半波电位高60 m V和20 mV,仅比Pt/C低20 mV和20 mV,AgFe/tri-OMC的半波电位比文献报道的银铁合金(Ag75Fe25)催化剂高70 mV,这是目前ORR活性最高的AgFe合金催化剂。研究结果说明Fe的引入改变了Ag的d带电子结构,增强了Ag对ORR的催化能力,同时发现AgFe合金的制备方法对其催化ORR的活性有非常重要的影响。3、利用与制备和表征AgFe/tri-OMC类似的方法,制备了介孔碳载银铜合金纳米粒子催化剂（AgCu/tri-OMC）,确定了Ag、Cu以合金的形式存在及其组成。在0.1 M KOH溶液中,AgCu/tri-OMC催化ORR的起始电位为1.00 VRHE,分别比Pt/C、Ag/tri-OMC、AgFe/tri-OMC（上章节）高20 mV、100 mV、40 mV,半波电位为0.82 VRHE,与Pt/C相当(0.82 VRHE),比Ag/tri-OMC、AgFe/tri-OMC（上章节）高40 mV、20 mV。Tafel曲线测试证明了AgCu/tri-OMC的动力学反应速率高于Ag/tri-OMC、Pt/C、AgFe/tri-OMC（上章节）,能够在较低的电位获得较高的电流密度,这充分说明不同的过渡金属对Ag基合金催化剂影响作用不同,为了有效提高Ag基合金催化剂的ORR催化活性,需要调节Ag合金的d带中心接近使O-O键的断裂与含氧中间产物脱附达到最佳平衡的值。4、以硝酸银和2,2-联吡啶的配合物为前躯体,SBA-15为硬模板剂,利用纳米灌注-热解的方法制备了有序介孔银-氮-碳（Ag-N-GC）材料。在碱性介质中,Ag-N-GC-900催化ORR的起始电位和半波电位分别为1.00 VRHE和0.82 VRHE,起始电位比商业Pt/C高20 m V(0.98 VRHE),半波电位与Pt/C相当(0.82 VRHE)。同时,在酸性介质中Ag-N-GC-900也表现出高于文献中报道的同类催化剂的ORR活性。Tafel曲线进一步证明了Ag-N-GC-900的ORR动力学反应速率高于Pt/C。此种纳米灌注法为Ag-N-GC材料创造了高活性的活性中心、较高的活性位密度、较强的电子传递和物质传输的能力,是Ag-N-GC具有高ORR催化活性的原因。5、以有序介孔铁-氮-碳（Fe-N-C）材料为载体,柠檬酸钠为保护剂,化学还原法制备了铁-氮-碳负载银纳米粒子复合材料（Fe-N-C/AgNP-n）。利用XRD、SEM、TEM、N2吸脱附曲线对材料进行系统的表征,结果说明Fe-N-C/AgNP-2具有有序的介孔孔道、分散良好的AgNPs和较大的比表面积。在0.1 M KOH溶液中,Fe-N-C/AgNPs-2催化ORR的起始电位和半波电位分别为1.03 VRHE和0.88VRHE,高于商业Pt/C(0.98 VRHE和0.82 VRHE)。在1-110 ppm硝基苯浓度范围内,Fe-N-C/AgNPs-2/GCE对于硝基苯的检测限为0.33μM。Fe-N-C/AgNPs-2/GCE对ORR和硝基苯的电催化活性均高于文献中报道的其他纳米材料。利用XPS和Tafel曲线研究了Fe-N-C和AgNPs之间的协同作用,证明了AgNPs作为助催化剂通过增强与N相连的C上的负电荷密度来提高Fe-N-C材料的ORR活性。
李慧[9]（2018）在《应用ABEEMσπ可极化力场结合QM方法研究含钌化合物的反应机理》文中研究说明含钌化合物被认为是继顺铂之后最具有应用前景的含过渡金属类抗癌药物之一,因其具有较高的抗癌活性且比顺铂更低的毒副作用和更强的抗耐药性而被广泛地研究。随着药物合成技术的不断发展,越来越多的含钌化合物被合成并进行抗癌活性的试验,但是其抗癌机理却尚未明确,而从分子水平上了解其抗癌机理,必将对其临床应用以及合成更高效抗癌药物有重大意义。目前在探究大分子体系的化学反应时,应用最广泛的方法之一是量子力学（QM）和分子力学（MM）相结合的方法（QM/MM）。本研究中,我们利用ABEEMσπ浮动电荷可极化力场和QM相结合的方法[QM/MM（ABEEM）]探究两种重要含钌化合物NAMI-A和ICR的水解机理,以及NAMI-A水解产物与NO之间的相互反应。结果显示QM/MM（ABEEM）能够很好地模拟溶液中进行的化学反应过程,与分子动力学自由能微扰理论相结合计算得到的反应活化自由能与实验数据具有很好的一致性。同时我们还对NAMI-A的多种水解产物与组氨酸（His）和鸟嘌呤碱基（G）之间的反应进行了量子化学研究。1)利用QM/MM（ABEEM）与自由能微扰理论相结合的方法探究NAMI-A的水解机理在本研究中,QM/MM（ABEEM）方法被应用于模拟NAMI-A的四步水解反应,共十一条反应路径。我们通过QM/MM（ABEEM）迭代优化方法得到了各步水解反应最低能量反应路径上的驻点结构,并结合自由能微扰方法计算了反应所需的活化自由能。根据结构信息和对比活化自由能数据显示,NAMI-A的第一步水解反应中DMSO基团的解离速率大于Cl-配体的解离速率,这和实验结果一致。在NAMI-A的第二步水解反应中,除了反式位置Cl-配体的水解需要更高的活化自由能外,其他配体的水解速率均快于第一步水解反应,我们的结论能够合理地解释实验上观察到的现象。DMSO基团和Cl-配体均可以在第三步被水分子取代。经历四步水解反应之后,[Ru Cl（H2O）4（Im）]2+是溶液中的主要水解产物。此研究结果表明,我们所采用的QM/MM（ABEEM）方法不仅能够合理地描述溶液中进行的化学反应,而且能够对NAMI-A的水解反应机理做出详尽的解释。2)NAMI-A的水解产物与NO相互作用的理论探究--QM/MM（ABEEM）方法我们对NAMI-A的第一步和第二步水解产物与NO之间的相互作用进行了详细的研究,研究包含两种情况,分别是NO中未成对电子和NAMI-A水解产物的中心Ru（III）上未成对电子处于自旋平行和自旋反平行两种情况。我们采用QM/MM（ABEEM）和自由能微扰相结合的方法计算反应的活化自由能。结果显示NAMI-A的水解产物与NO的相互作用既可以得到符合[RuIII-NO]电子结构形式的三重态产物,也可以得到符合[RuII-NO+]电子结构形式的单重态产物。在三重态产物中,Ru-N-O间形成的化学键角在135.6°-138.4°范围内,而单重态产物中这三个原子几乎在一条直线上。符合[RuIII-NO]形式的钌亚硝基复合物中,Ru-N（NO）键长均大于符合[RuII-NO+]形式的钌亚硝基复合物中的Ru-N（NO）键长。活化自由能结果显示,NAMI-A的第一步和第二步水解产物均可以与NO相结合,第一步水解产物与NO结合的速率快于其发生第二步水解反应的速率。NAMI-A的水解产物与NO相结合形成的钌亚硝基复合物中,[Ru Cl3（NO）（Im）（DMSO）]的DMSO基团要比[Ru Cl3（H2O）（Im）（DMSO）]的DMSO基团更易被水分子取代,而其他含钌亚硝基复合物的水解反应不易发生。3)应用ABEEMσπ浮动电荷极化力场与量子化学方法及自由能微扰理论相结合研究ICR的水解机理为了模拟ICR水解反应发生时的真实溶剂环境,我们用ABEEMσπ浮动电荷极化力场来描述ICR水解反应时的MM区域。对比QM方法、PCM模型和QM/MM（ABEEM）方法得到的反应路径上的结构,可知通过QM/MM（ABEEM）迭代优化得到的结构更接近真实情况下反应路径上的构型。对比PCM模型下、QM/MM（ABEEM）方法和QM/MM（OPLS-AA）方法计算得到的反应活化自由能,QM/MM（ABEEM）方法得到的结果与实验值符合得最好。为了考察选取的QM区域的大小对QM/MM（ABEEM）方法的影响,我们分别计算了QM区域包含1、2、3、4、8、12和20个水分子时ICR发生水解反应的情况,结果显示当QM区域包含水分子个数为20时,得到的活化自由能与实验值最为接近。4)NAMI-A的多步水解产物与组氨酸（His）和鸟嘌呤（G）相互作用的理论研究我们利用DFT方法和PCM模型研究了NAMI-A的7种水解产物与组氨酸和鸟嘌呤相互作用的反应机理。考察了当含钌配合物中含有的水分子配体位置和个数不同时,对其与组氨酸和鸟嘌呤反应的影响,进而为进一步了解NAMI-A与蛋白和DNA的结合机理打下基础。计算结果表明NAMI-A的水解产物与鸟嘌呤碱基的结合能力大于与组氨酸分子的结合能力。[Ru Cl3（H2O）2（Im）]是NAMI-A水解产物中活性最强的物质,其与组氨酸分子和鸟嘌呤碱基发生配体交换反应的活化自由能要低于其他水解产物反应的活化自由能。[Ru Cl2（H2O）3（Im）]和[Ru Cl（H2O）4（Im）]同样具有很强的结合鸟嘌呤碱基的能力。这说明NAMI-A的多步水解反应很重要,DMSO解离后形成的多水配体含钌复合物更易与鸟嘌呤和组氨酸结合。我们的研究结果还显示含钌复合物上配体产生的空间效应和反应过程中氢键的形成会对反应产生很大的影响。
刘文江[10]（2017）在《低维碳基材料输运特性及其调控研究》文中研究指明电子器件的不断微型化激起了人们对分子器件的研究热情。同时,碳基器件也被人们认为是当今硅基半导体器件最为理想的替代者。本文针对具有重要理论意义和广泛应用前景的低维碳基材料构成的分子器件,将密度泛函的电子结构理论与非平衡格林函数的输运理论相结合,研究了功能分子器件中的电子输运特性及其调控机理,着重研究了原子掺杂、金属吸附和扭转等物理化学方法对分子器件性能的调控。具体研究内容如下:第一章首先提出了问题及其产生的背景,在此基础上探讨了研究的目的及意义。然后介绍了本文涉及的几种典型的低维碳基材料的结构及其分子器件的研究进展,最后介绍了论文的主要研究内容和框架结构。第二章介绍了电子结构及其相关输运特性计算相关理论和方法。首先在密度泛函理论的框架上明确其核心问题是关联势的选择。然后探讨了输运特性计算广泛采用的非平衡格林函数方法,并将其与密度泛函理论相结合,应用于低维碳基材料结构及输运特性计算。同时还对计算采用的ATK软件包进行介绍。最后对本文涉足的几种典型的输运特性进行了阐述,这为后续的研究奠定了坚实的基础。第三章深入研究了联苯分子结的电输运特性B/N掺杂效应,其中联苯分子结由两联苯分子通过烷链连接构成。结果表明B/N掺杂位置对其伏安特性有显着影响:当B/N原子靠近烷链,整流比很小,而当B/N原子远离烷链,整流比显着地增大,可达到287,这是因为不同掺杂位置导致电子转移以及中心区电子结构改变程度不同,器件的电流在正负偏压下表现为非对称性不一样。另外,在某些位置掺杂,可以观察到负微分电阻特性效应,这主要是某些偏压下抑制了导电轨道所致。论文第三章从透射谱、分子自洽哈密顿量的本征态、静电势分布和态密度详细对这些现象形成原因进行了分析。第四章基于第一性原理研究了B/N掺杂对碳纳米管-碳链-碳纳米管体系的电子和自旋输运的调控,电极采用一端用半个C60分子进行封闭的碳纳米管。计算结果表明,B/N掺杂位置影响体系的输运特性:当B/N原子分别掺杂于碳链的末端时,体系具有明显的整流现象,而B/N原子掺杂在其它位置时,整流效果很弱。另外,在两侧B/N掺杂、不掺杂或只掺杂N（B）原子的情况,发现不掺杂或只掺杂N原子的体系表现出自旋过滤效应,而其它体系表现为自旋简并。通过分析透射谱、PDOS、LDOS、自旋密度和电子透射路径对这些结果做了解释。第五章基于密度泛函理论,通过计算吸附能、态密度、能带结构、电子偶极矩、磁矩和功函数（WF）,研究了金属原子吸附石墨烯（M+石墨烯）结构和电特性。发现Li、Na、K、Ca和Fe吸附倾向于形成稳定结构,而Cu和Ag吸附石墨烯后极有可能发生扩散。并且石墨烯的特征电子结构因Fe、Cu和Ag的作用而显着改变,但是Li、Na、K和Ca原子吸附时,费米能级附近的结构没有发生改变。M+石墨烯的电子偶极矩和磁矩对金属原子的吸附非常敏感。另外,我们还发现由于表面偶极矩对电子的贡献,Ag+石墨烯和Fe+石墨烯的WF增加。第六章基于非平衡格林函数方法,在密度泛函理论框架内,研究了扭转对窄扶手椅型石墨烯纳米带的热电输运性能的影响。计算结果表明,扭转扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）可以改变其电子结构和声子色散关系,从而起到调制其热电输运性能的作用。随着扭转角增大,石墨烯纳米带的热导率趋于下降,并且不同的扭转角可导致ZTmax不同,这表明通过扭转可以连续调节石墨烯纳米带的热电性能,为石墨烯材料的热电应用提供了理论支持。第七章我们进行了总结,并根据开展工作的情况提出了进一步研究工作的安排。本文以分子整流、负微分电阻、自旋过滤和热电输运为研究对象,以低维碳基材料为载体,探讨了掺杂、吸附、扭转等对分子器件的结构和输运特性的影响,并对其成因进行了详细的分析,这丰富了分子器件机理的研究,并为碳基纳米器件的设计提供了一些有效的方法,为其结构与性能的调控提供了一种可行的方式,为低维碳基材料在分子电子学中的应用提供了多元的可能性。
二、UH~(n+)(n=1,2,3)分子离子的势能函数和稳定性（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、UH~(n+)(n=1,2,3)分子离子的势能函数和稳定性（论文提纲范文）
（1）基于第一性原理研究固态电解质离子传输与电化学窗口（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 战略性新兴产业对电池的重大需求 |
| 1.1.2 全固态电解质国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.2 全固态电池工作原理及定量表征参数 |
| 1.2.1 电池工作原理 |
| 1.2.2 电池定量表征参数 |
| 1.3 典型固态电解质离子迁移机制研究进展 |
| 1.3.1 石榴石体系 |
| 1.3.2 NASICON体系 |
| 1.3.3 钙钛矿体系 |
| 1.4 固态电解质电化学稳定性研究进展 |
| 1.4.1 化学计量学稳定窗口 |
| 1.4.2 化学计量稳定性窗和HOMO-LUMO法 |
| 1.4.3 相位稳定性窗口 |
| 1.5 论文选题及研究思路 |
| 第2章 第一性原理计算理论基础 |
| 2.1 密度泛函基本理论 |
| 2.1.1 Schr?dinger方程 |
| 2.1.2 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.1.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.4 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.5 交换关联泛函 |
| 2.2 固体材料DFT计算基本参数 |
| 2.2.1 倒易空间和k点 |
| 2.2.2 截断能(Energy Cutoffs) |
| 2.2.3 赝势 |
| 2.3 动力学计算 |
| 2.3.1 微正则系综分子动力学 |
| 2.3.2 正则系综的分子动力学 |
| 2.3.3 微动弹性带方法 |
| 2.3.4 USPEX结构搜索 |
| 2.4 本论文采用的程序包 |
| 2.4.1 VASP程序包 |
| 2.4.2 USPEX程序包 |
| 2.4.3 Supercell程序包 |
| 第3章 LLZO固态电解质电化学窗口研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 计算方法 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 电化学窗口热力学分析 |
| 3.3.1 LLZO晶体结构 |
| 3.3.2 LLZO电化学反应结构演变过程分析 |
| 3.4 电化学窗口动力学分析 |
| 3.4.1 锂析出过程 |
| 3.4.2 氧气析出过程 |
| 3.4.3 相分解过程 |
| 3.4.4 电化学分解路径 |
| 3.5 新材料筛选机制 |
| 3.6 其他体系拓展部分 |
| 3.6.1 NASICON型电解质 |
| 3.6.2 钙钛矿体系 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 阳离子掺杂LLZO固态电解质离子迁移机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 LLZO中锂离子迁移特征 |
| 4.4 LLZO中锆位阳离子掺杂作用机制 |
| 4.4.1 锆位点低价、等价与高价掺杂 |
| 4.4.2 LLZO-Ta晶体结构 |
| 4.4.3 LLZO-Ta锂离子迁移MD分析 |
| 4.4.4 锂离子晶体场构型作用机制 |
| 4.5 LLZO中锂位点高价掺杂作用机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 阳离子掺杂LATP固态电解质锂离子传输机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 LTP中锂离子迁移特征 |
| 5.4 LTP中Al掺杂作用机制 |
| 5.4.1 LATP晶体构型 |
| 5.4.2 LATP锂离子迁移分子动力学分析 |
| 5.4.3 过渡态及激活能分析 |
| 5.5 LTP其他阳离子掺杂 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 全文总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）理论研究掺杂铍纳米线的非线性光学性质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 非线性光学 |
| 1.2 非线性光学材料的发展 |
| 1.3 电子化物 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 理论基础和计算方法 |
| 2.1 分子轨道理论 |
| 2.1.1 闭壳层分子的HFR方程 |
| 2.1.2 开壳层分子的HFR方程 |
| 2.2 密度泛函理论(Density Functional Theory DFT) |
| 2.3 电子激发态理论 |
| 2.4 基组问题 |
| 2.4.1 基组的选择 |
| 2.4.2 基组重叠误差(BSSE) |
| 2.5 超极化率 |
| 第三章 理论研究掺杂铍纳米线的非线性光学性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 平衡几何 |
| 3.3.2 掺杂的纳米线的电子性质和稳定性 |
| 3.4 电子第一超极化率 |
| 3.4.1 电子静态第一超极化率 |
| 3.4.2 频率依赖第一超极化率 |
| 3.5 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间发表的文章 |
| 致谢 |
（3）g-C3N4/MIL-68（In）-NH2的制备及对布洛芬的光催化降解性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 药品及个人护理品简介 |
| 1.2.1 水体环境中PPCPs的来源 |
| 1.2.2 水体环境中PPCPs的危害 |
| 1.2.3 水体环境中PPCPs的处理技术 |
| 1.2.4 布洛芬简介 |
| 1.3 金属有机骨架光催化材料综述 |
| 1.3.1 MOFs基光催化材料的特点 |
| 1.3.2 MOFs基光催化材料的分类 |
| 1.3.3 MOFs基光催化材料在环境领域的应用 |
| 1.3.4 MOFs基光催化材料的优化 |
| 1.4 研究目的、内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究目标与意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究技术路线 |
| 第二章 g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2复合材料的制备与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 材料的制备 |
| 2.2.3 表征及分析方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 XRD分析 |
| 2.3.2 FTIR分析 |
| 2.3.3 BET分析 |
| 2.3.4 XPS分析 |
| 2.3.5 SEM和 TEM分析 |
| 2.3.6 UV-vis-DRS分析 |
| 2.3.7 PL分析 |
| 2.3.8 EIS和 Mott–Schottky曲线分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2对布洛芬的光催化降解性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验药品与仪器 |
| 3.2.2 光催化性能评价实验 |
| 3.2.3 检测与分析方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2复合材料体系对布洛芬的光催化降解效果 |
| 3.3.2 pH对g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2光催化降解布洛芬的影响 |
| 3.3.3 布洛芬初始浓度对g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2光催化降解布洛芬的影响 |
| 3.3.4 催化剂投加量对g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2光催化降解布洛芬的影响 |
| 3.3.5 催化剂的稳定性及可重复利用性评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2光催化降解布洛芬的条件优化与模型预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 实验药品与仪器 |
| 4.2.2 实验及检测分析方法 |
| 4.2.3 数据分析方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 响应面模型的设计与建立 |
| 4.3.2 响应面模型分析 |
| 4.3.3 响应面模型调控策略分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 g-C_3N_4/MIL-68(In)-NH_2光催化降解布洛芬的机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 实验药品与仪器 |
| 5.2.2 实验方法 |
| 5.2.3 检测与分析方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 活性物种捕捉实验及电子自旋共振(ESR)实验 |
| 5.3.2 布洛芬降解中间产物及路径分析 |
| 5.3.3 光催化机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）葡萄糖和纤维二糖第一水合壳层结构及光谱特征分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究内容 |
| 1.3 研究意义 |
| 参考文献 |
| 第2章 研究方法简介 |
| 2.1 理论计算方法简介 |
| 2.1.1 分子模拟 |
| 2.1.2 量子化学方法 |
| 2.1.3 构型优化单点能零点能BSSE校正光谱分析 |
| 2.1.4 溶剂模型 |
| 2.2 实验方法简介 |
| 2.2.1 实验设备简介 |
| 2.2.2 实验材料介绍 |
| 2.2.3 实验流程 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 葡萄糖的结构及其光谱特征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 葡萄糖中的氢键作用 |
| 3.3.2 葡萄糖的结构分析 |
| 3.3.3 葡萄糖的拉曼光谱分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 葡萄糖的第一水合壳层结构及其光谱特征 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 计算和实验方法 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 葡萄糖第一水合壳层结构 |
| 4.3.2 实验与理论的光谱分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 纤维二糖的第一水合壳层结构及其光谱特征 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 纤维二糖分子 |
| 5.3.2 纤维二糖第一水合壳层结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录 A GlcB的详细数据 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（5）超越平均场的态到态微反应动力学的发展及其在限域催化领域的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与背景介绍 |
| 1.2 微反应动力学方法的发展与现状 |
| 1.2.1 可逆度因子的发展与应用 |
| 1.2.2 速率控制因子的发展与应用 |
| 1.3 微反应动力学方法的应用现状 |
| 1.3.1 定量分析反应机理 |
| 1.3.2 基于微反应动力学的多方法耦合 |
| 1.4 平均场微反应动力学与限域体系 |
| 1.5 本文主要内容与创新点 |
| 2 密度泛函理论与态到态微反应动力学方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理与Kohn-Sham方程 |
| 2.2.2 交换关联泛函 |
| 2.2.3 自洽计算 |
| 2.3 微反应动力学方法 |
| 2.3.1 稳态条件 |
| 2.3.2 De Donder关系 |
| 2.3.3 平均场微反应动力学 |
| 2.3.4 态到态微反应动力学 |
| 2.4 能量修正方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 莫来石型氧化物的表面掺杂改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论研究方法 |
| 3.3 NO氧化的微观反应机理研究 |
| 3.3.1 表面结构和活性位点 |
| 3.3.2 Mars-van Krevelen机理 |
| 3.3.3 Eley-Rideal机理 |
| 3.4 纯相微反应动力学分析 |
| 3.4.1 Mars-van Krevelen机理 |
| 3.4.2 Eley-Rideal机理 |
| 3.4.3 不同机理活性贡献分析 |
| 3.5 掺杂相微反应动力学分析 |
| 3.5.1 Mars-van Krevelen机理 |
| 3.5.2 Eley-Rideal机理 |
| 3.5.3 掺杂相活性比较分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Pdn位点的CO氧化活性以及活性影响因素研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论研究方法 |
| 4.3 表面Pdn位点的稳定性 |
| 4.4 Pd_n位点的CO氧化行为 |
| 4.4.1 Pd_1 位点:CO毒化影响DO_2P机理 |
| 4.4.2 Pd_2 位点:CO毒化影响PCOP机理 |
| 4.4.3 Pd_3位点:位点形貌效应 |
| 4.4.4 Pd_4位点:多路径竞争 |
| 4.5 影响活性的关键因素 |
| 4.5.1 位点的CO强吸附行为 |
| 4.5.2 位点的O_2结合能力 |
| 4.6 位点活性比较分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 Pt纳米颗粒的AlO_x晶面选择性沉积机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论和实验研究方法 |
| 5.3 羟基化位点 |
| 5.4 不同晶面的双羟基位点的DMAI分解机理 |
| 5.5 单与双羟基位点的DMAI分解行为对比 |
| 5.6 残余前驱体支链的水解机理 |
| 5.7 DMAI分解的微反应动力学分析 |
| 5.8 AlO_x选择性生长的实验验证 |
| 5.9 前驱体的取代基效应 |
| 5.9.1 双羟基位点的TMA分解行为 |
| 5.9.2 取代基效应 |
| 5.10 本章小结 |
| 6.全文总结以及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
（7）靶向激酶抗肿瘤药物设计和分子模拟（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 受体酪氨酸激酶ALK和ROS1 |
| 1.1.1 ALK/ROS1蛋白结构及信号通路 |
| 1.1.2 ALK/ROS基因变异与癌症 |
| 1.1.3 ALK/ROS1抑制剂耐药性和选择性 |
| 1.2 非受体酪氨酸激酶JAK2 |
| 1.2.1 JAK2的结构特征与信号转导 |
| 1.2.2 JAK2通路异常与血液肿瘤 |
| 1.2.3 Type-Ⅰ和Type-Ⅱ型JAK2抑制剂 |
| 1.3 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶CDK9 |
| 1.3.1 CDK家族及生理学功能 |
| 1.3.2 CDK9与疾病 |
| 1.3.3 CDK9抑制剂选择性 |
| 1.4 研究意义 |
| 1.5 计算机辅助药物分子设计概论 |
| 1.6 研究内容及章节安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 多种分子模拟手段探索ALK与哌啶甲酰胺类抑制剂相互作用机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 蛋白和配体准备 |
| 2.2.2 多种分子对接策略 |
| 2.2.3 分子动力学模拟 |
| 2.2.4 MM/GBSA和MM/PBSA结合自由能计算 |
| 2.2.5 MM/GBSA自由能分解 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Type-Ⅰ~1/2型抑制剂静态结合模式分析 |
| 2.3.2 分子对接结果分析 |
| 2.3.3 基于分子动力学的MM/PB(GB)SA结合自由能计算 |
| 2.3.4 抑制剂结合关键氨基酸残基的确定 |
| 2.3.5 对新型有效Type-Ⅰ~1/2型抑制剂设计建议 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 探索蛋白柔性在预测TYPE-Ⅰ~1/2型抑制剂和ALK结合机制中的重要性· |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 获得代表性的ALK构象数据集 |
| 3.2.2 多种分子对接策略 |
| 3.2.3 传统MM/GB(PB)SA和Water-MM/GBSA结合自由能计算 |
| 3.2.4 伞形采样(umbrella sampling,US)动力学模拟 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 评估多种分子对接手段对Type-Ⅰ~1/2型抑制剂与ALK亲和力的预测能力 |
| 3.3.2 分子识别模型-“构象选择”和“诱导契合” |
| 3.3.3 多种分子模拟策略揭示Type-Ⅰ~1/2型抑制剂结合机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 L884P JAK2对TYPE-Ⅱ型抑制剂BBT594和CHZ868的耐药性机理探索 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 体系搭建及分子动力学模拟 |
| 4.2.2 伞形采样动力学模拟 |
| 4.2.3 基于单轨迹的MM/GBSA结合自由能计算及能量分解 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Type-Ⅱ抑制剂最佳解离路径的确定 |
| 4.3.2 伞形采样动力学模拟揭示L884P/JAK2对Type-Ⅱ抑制剂的抗药性机理 |
| 4.3.3 构象熵分析揭示耐药性机理 |
| 4.3.4 非极性和极性相互作用变化均导致抗药性 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 4-(噻唑-5-基)-2-苯胺基-嘧啶类抑制剂对CDK2和CDK9选择性结合机理的理论研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 体系构建和常规动力学模拟 |
| 5.2.2 拉伸动力学模拟 |
| 5.2.3 两点式结合自由能计算及能量分解 |
| 5.2.4 伞形动力学模拟 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 模拟体系的稳定性和柔性评估 |
| 5.3.2 多种分子模拟策略评估结合自由能 |
| 5.3.3 范德华力是影响小分子选择性的决定因素 |
| 5.3.4 CDK9和CDK2结合口袋体积对比 |
| 5.3.5 伞形采样揭示抑制剂在CDK9和CDK2中解离路径的差异 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 评估多种虚拟筛选策略对ROS1抑制剂的筛选精度 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论依据和方法 |
| 6.2.1 ROS1复合物构象和验证数据集准备 |
| 6.2.2 使用贝叶斯分类方法整合分子对接预测结果 |
| 6.2.3 构建MIEC-SVM模型 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 分子对接中不同晶体的预测能力评估 |
| 6.3.2 基于多构象的虚拟筛选模型的构建及评估 |
| 6.3.3 基于ROS1的MIEC-SVM虚拟筛选模型的构建及评估 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（8）银基纳米材料的可控合成及其电催化性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Ag基电催化剂 |
| 1.2.1 Ag基纳米材料的合成方法 |
| 1.2.2 Ag基催化剂在燃料电池方面的应用 |
| 1.2.3 Ag基催化剂在其他电化学方面的应用 |
| 1.3 本文的选题思路 |
| 参考文献 |
| 第二章 电沉积法制备树枝状纳米银及其电催化性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器与试剂 |
| 2.2.2 材料的制备 |
| 2.2.3 材料的表征 |
| 2.2.4 催化剂的电化学性能测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Ag纳米结构的表征 |
| 2.3.2 AgND/TCNQ/GCE的电催化活性 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 以SBA-15为模板制备碳基有序介孔银-氮-碳材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器与试剂 |
| 3.2.2 材料的制备 |
| 3.2.3 材料的表征 |
| 3.2.4 催化剂的电化学性能测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ag-N-GC的表征 |
| 3.3.2 Ag-N-GC的电催化性能 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 有序介孔铁-氮-碳负载纳米Ag催化剂的制备及其电化学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器与试剂 |
| 4.2.2 材料的制备 |
| 4.2.3 材料的表征 |
| 4.2.4 催化剂的电化学性能测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂的制备与表征 |
| 4.3.2 催化剂的电催化性能 |
| 4.3.3 Fe-N-C/AgNPs-2在硝基苯快速检测中的应用 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 碳载银铁合金纳米粒子电催化氧还原性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 仪器与试剂 |
| 5.2.2 材料的制备 |
| 5.2.3 材料的表征 |
| 5.2.4 催化剂的电化学性能测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 AgFe/tri-OMC的表征 |
| 5.3.2 AgFe/tri-OMC的电催化性能 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 氢气还原法制备碳载小粒径银铜合金纳米粒子及其氧还原催化性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 仪器与试剂 |
| 6.2.2 材料的制备 |
| 6.2.3 材料的表征 |
| 6.2.4 催化剂的电化学性能测试方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 AgCu/tri-OMC的表征 |
| 6.3.2 AgCu/tri-OMC的电催化性能 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 附录：科研成果 |
| 致谢 |
（9）应用ABEEMσπ可极化力场结合QM方法研究含钌化合物的反应机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 含金属钌的抗癌药物 |
| 1.1.1 NAMI-A |
| 1.1.2 KP1019 |
| 1.1.3 其他含钌配合物 |
| 1.2 含钌抗癌药物的作用机理 |
| 1.2.1 配体交换反应 |
| 1.2.2 还原活化 |
| 1.2.3 转铁蛋白对含钌配合物的运输 |
| 1.2.4 与DNA结合 |
| 1.2.5 与NO的相互作用 |
| 1.3 理论方法 |
| 1.3.1 QM/MM方法的提出和发展 |
| 1.3.2 QM/MM方法的原理 |
| 1.3.3 QM/MM方法中边界的处理 |
| 1.3.4 分子力学 |
| 1.3.5 分子动力学 |
| 1.3.6 原子-键电负性均衡方法(ABEEM) |
| 1.3.7 过渡态理论 |
| 1.3.8 自由能微扰的计算方法 |
| 2 利用QM/MM(ABEEM)与自由能微扰理论相结合的方法探究NAMI-A的水解机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算细节 |
| 2.2.1 ABEEMσπ力场电荷参数的拟合 |
| 2.2.2 结构的优化 |
| 2.2.3 反应活化自由能的计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 NAMI-A的第一步水解反应 |
| 2.3.2 NAMI-A的第二步水解反应 |
| 2.3.3 NAMI-A的第三步水解反应 |
| 2.3.4 NAMI-A的第四步水解反应 |
| 2.4 小结 |
| 3 NAMI-A的水解产物与NO相互作用的理论探究——QM/MM(ABEEM)方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.2.1 结构的优化 |
| 3.2.2 活化自由能的计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 NAMI-A第一步水解产物与NO相互作用反应路径上的结构与势能面剖面 |
| 3.3.2 NAMI-A第二步水解产物与NO相互作用反应路径上的结构与势能面剖面 |
| 3.3.3 钌亚硝基复合物的结构 |
| 3.3.4 活化自由能 |
| 3.4 小结 |
| 4 应用ABEEMσπ浮动电荷极化力场与量子化学方法及自由能微扰理论相结合研究ICR的水解机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.2.1 结构的优化 |
| 4.2.2 能量的计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构性质 |
| 4.3.2 能量 |
| 4.4 小结 |
| 5 NAMI-A的多步水解产物与组氨酸(His)和鸟嘌呤(G)相互作用的理论研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算细节 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 第一步水解产物1和2与His和G的反应 |
| 5.3.2 第二步水解产物3、4和5与His和G的反应 |
| 5.3.3 第三步水解产物6与His和G的反应 |
| 5.3.4 第四步水解产物7与His和G的反应 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）低维碳基材料输运特性及其调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 问题的提出与研究背景 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 低维碳基材料研究进展 |
| 1.2.1 碳的轨道杂化 |
| 1.2.2 典型低维碳基材料 |
| 1.2.3 低维碳基分子器件研究进展 |
| 1.3 本文的研究内容及思路 |
| 1.3.1 本文研究的主要内容 |
| 1.3.2 主要研究思路和方法 |
| 1.3.3 本文的整体结构 |
| 第2章 研究的相关理论基础 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 Thomas-Fermi-Dirac模型 |
| 2.1.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.3 交换关联泛函 |
| 2.2 非平衡格林函数方法 |
| 2.2.1 平衡格林函数 |
| 2.2.2 非平衡格林函数方法 |
| 2.2.3 输运性质计算及ATK软件包 |
| 2.3 常见分子器件输运特性 |
| 2.3.1 分子整流效应 |
| 2.3.2 负微分电阻特性 |
| 2.3.3 自旋过滤现象 |
| 2.3.4 分子热电输运 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 联苯分子结整流性能研究 |
| 3.1 分子器件整流机理 |
| 3.1.1 A-R型分子整流 |
| 3.1.2 D-A型分子整流 |
| 3.1.3 构象转变型分子整流 |
| 3.1.4 界面型分子整流 |
| 3.2 联苯分子结输运计算 |
| 3.2.1 分子结计算模型的选择 |
| 3.2.2 联苯-烷链-联苯分子结计算模型的搭建 |
| 3.2.3 联苯-烷链-联苯分子结电输运计算细节 |
| 3.3 联苯分子结电输运分析 |
| 3.3.1 伏安特性曲线及整流比的计算 |
| 3.3.2 平衡时本征态的局域分析 |
| 3.3.3 非平衡时本征态的局域分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 夹于碳纳米管之间碳链的电子和自旋输运调控研究 |
| 4.1 自旋输运动力学机制 |
| 4.1.1 自旋注入 |
| 4.1.2 自旋轨道耦合 |
| 4.1.3 自旋输运动力学模型 |
| 4.2 碳纳米管-碳链-碳纳米管分子结计算模型及计算方法 |
| 4.2.1 分子结计算模型选择 |
| 4.2.2 碳纳米管-碳链-碳纳米管分子结计算模型的搭建 |
| 4.2.3 碳纳米管-碳链-碳纳米管分子结电输运计算细节 |
| 4.3 夹于碳纳米管之间碳链的自旋过滤效应分析 |
| 4.3.1 平衡态下输运特性分析 |
| 4.3.2 非平衡态下伏安特性分析 |
| 4.3.3 自旋输运特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于金属原子吸附对石墨烯电学性质的调制 |
| 5.1 复合结构材料体系相关性质表征 |
| 5.1.1 能量态密度 |
| 5.1.2 功函数 |
| 5.1.3 吸附能与电荷密度 |
| 5.2 石墨烯的化学修饰 |
| 5.2.1 氢化和卤化 |
| 5.2.2 掺杂和缺陷 |
| 5.2.3 金属原子修饰 |
| 5.3 M +石墨烯微结构分析 |
| 5.3.1 M +石墨烯的吸附能分析 |
| 5.3.2 M +石墨烯的电学特性分析 |
| 5.3.3 M +石墨烯的偶极矩、磁矩和功函数分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 扭转对石墨烯纳米带的热电性能的调制 |
| 6.1 热电输运机理 |
| 6.1.1 热电效应 |
| 6.1.2 热电器件工作原理 |
| 6.1.3 器件热电性能及其表征 |
| 6.2 优化材料ZT值的重要途径 |
| 6.2.1 降低热导率 |
| 6.2.2 提高功率因子 |
| 6.2.3 材料的低维化 |
| 6.3 石墨烯纳米带的热电性能的扭曲效应 |
| 6.3.1 石墨烯纳米带的热电性能 |
| 6.3.2 计算方法与计算模型 |
| 6.3.3 石墨烯纳米带的热电性能的扭曲效应分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要内容与成果 |
| 7.1.1 论文研究内容总结 |
| 7.1.2 取得的成果与结论 |
| 7.2 本研究的创新和意义 |
| 7.2.1 本研究的主要创新点 |
| 7.2.2 研究成果的价值及意义 |
| 7.3 进一步的研究与展望 |
| 7.3.1 有待深入研究的问题 |
| 7.3.2 进一步的发展与展望 |
| 主要参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和参加科研项目情况 |
四、UH~(n+)(n=1,2,3)分子离子的势能函数和稳定性（论文参考文献）
- [1]基于第一性原理研究固态电解质离子传输与电化学窗口[D]. 王田田. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2021
- [2]理论研究掺杂铍纳米线的非线性光学性质[D]. 李晶. 吉林大学, 2021(01)
- [3]g-C3N4/MIL-68（In）-NH2的制备及对布洛芬的光催化降解性能研究[D]. 曹雯. 华南理工大学, 2020(02)
- [4]葡萄糖和纤维二糖第一水合壳层结构及光谱特征分析[D]. 宋冉. 河南大学, 2020(02)
- [5]超越平均场的态到态微反应动力学的发展及其在限域催化领域的应用[D]. 杨家强. 华中科技大学, 2020(01)
- [6]极端条件下材料化学和输运性质的第一原理研究[J]. John S.Tse. Engineering, 2019(03)
- [7]靶向激酶抗肿瘤药物设计和分子模拟[D]. 孔晓天. 苏州大学, 2018(01)
- [8]银基纳米材料的可控合成及其电催化性能的研究[D]. 陈正艳. 华东师范大学, 2018(12)
- [9]应用ABEEMσπ可极化力场结合QM方法研究含钌化合物的反应机理[D]. 李慧. 辽宁师范大学, 2018(06)
- [10]低维碳基材料输运特性及其调控研究[D]. 刘文江. 贵州大学, 2017(02)