氫鍵的協(xié)同效應在各類水分子簇中都有著至關重要的意義,它不僅顯著地影響水分子間結合能的大小,同時也決定了水團簇的穩(wěn)定性。通過構造大量512單籠團簇并研究其多變的氫鍵網(wǎng)絡,我們討論了 512單籠團簇氫鍵網(wǎng)絡結合能的變化規(guī)律,以及團簇內包含的5大類、74種亞型氫鍵的協(xié)同效應。結果表明:512單籠團簇氫鍵網(wǎng)絡的平均結合能隨團簇中1221類亞型氫鍵數(shù)量的上升而增高。結合Anick數(shù)組,我們發(fā)現(xiàn)512單籠團簇氫鍵網(wǎng)絡的結合能隨團簇中第一類、第二類21型水分子數(shù)量的上升而增高,隨第三類、第四類21型水分子數(shù)量的上升而降低。1221類亞型氫鍵的平均鍵能最高,其余三類,1212類、2112類、2121類亞型氫鍵的平均鍵能相近。同一類亞型氫鍵中鍵能分布也不盡相同,一般而言,當亞型氫鍵給體片段或受體片段的三個水分子類型相同時,亞型氫鍵表現(xiàn)出較弱的協(xié)同效應。相反的,當亞型氫鍵給體片段或受體片段的三個水分子類型不同時,亞型氫鍵表現(xiàn)出較強的協(xié)同效應。 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４?３６種水分子簇（使用四位數(shù)組標記）的氫鍵鍵能隨０－０距的變化曲線

圖１４７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?３６?ｅｎｅｒｇｙ－（０?－?Ｏ）?ｄｉｓｔａｎｃｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｔｏｔａｌ?ｓｅｔ?ｏｆ?ｎｅｉｇｈｂｏｒ?ｔｙｐｅｓ?（ｆｏｕｒ－ｄ?

Ｌｉａｎｇ等人＿研宄了客體水分子在多個氣體水合物晶體籠間的轉移路徑。利??用分子模擬來探索和分析該過程的微觀行為。提出并討論了四種不同的機制，涉??及多籠型團簇中的籠間共用五元環(huán)或六元環(huán)，如圖１－５。??（ａ）?入??＞一?＜？？人人??ｔｔ??（ｂ）??？入督?＇，入??丄、．，太必??圖１－５水合物團簇中四種不同的客體水分子傳輸路徑。（ａ）替換五元環(huán)上一個水分子的路??徑（Ｉ），與相鄰水分子形成新的六元環(huán)的路徑（ＩＩ）；?（ｂ）穿過六元環(huán)的路徑（ＩＩＩ），替換六??元環(huán)上一個水分子的路徑［６ｅ］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｆｏｕｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｏｕｔｅｓ?ｆｏｒ?Ｈ２０?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔ?ｗｉｔｈｉｎ?ｈｙｄｒａｔｅ?ｃｌｕｓｔｅｒｓ，?（ａ）?Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ??ｂｙ?ｏｎｅ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｆｒｏｍ?ａ?ｆｉｖｅ－ｍｅｍｂｅｒｅｄ?ｒｉｎｇ?（ｐａｔｈｗａｙ?Ｉ），?ａｎｄ?ｗｉｔｈ?ｔｗｏ?ｎｅｉｇｈｂｏｒ??８??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]二氧化硅介質對其表面水合籠穩(wěn)定性的影響[J]. 劉膠,余雨田,楊作銀.  北京化工大學學報(自然科學版). 2017(04)
[2]435663CH4籠型結構中甲烷溢出的理論研究[J]. 寇永麗,李亞平,楊作銀.  北京化工大學學報(自然科學版). 2015(04)
[3]清潔能源可燃冰研究現(xiàn)狀與前景[J]. 張寒松.  應用能源技術. 2014(08)
[4](H2O)5環(huán)狀異構體的氫鍵協(xié)同作用和相互作用能的多體效應[J]. 李文海,李亞平,楊作銀.  北京化工大學學報(自然科學版). 2013(06)
[5]可燃冰的研究與開發(fā)進展[J]. 馮望生,宋偉賓,鄭箭的,張維濱,騰兆健.  價值工程. 2013(08)
[6]新型潔凈能源可燃冰的研究發(fā)展[J]. 張穎異,李運剛.  資源與產(chǎn)業(yè). 2011(03)
[7]未來新能源可燃冰的成因與環(huán)境巖土問題分析[J]. 劉勇健,李彰明,張麗娟,郭依群.  廣東工業(yè)大學學報. 2010(03)
[8]中國天然氣水合物調查研究現(xiàn)狀及其進展[J]. 張洪濤,張海啟,祝有海.  中國地質. 2007(06)
[9]甲烷水合物（可燃冰）結構-I的分子間勢能的量子化學研究[J]. 李大鵬,謝軍民,孫浩,王樹青,杜奇石.  天津師范大學學報(自然科學版). 2005(04)
[10]世界天然氣水合物調查研究進展[J]. 何擁軍,陳建文,曾繁彩,吳琳.  海洋地質動態(tài). 2004(06)

博士論文
[1]水系統(tǒng)結構和動力學特性的計算機模擬研究[D]. 王琳.中國海洋大學 2010
[2]低維碳納米材料和冰納米管的結構與物性的數(shù)值模擬研究[D]. 常旭.南京大學 2010

碩士論文
[1]多孔介質二氧化硅對其表面水合籠穩(wěn)定性影響的量子化學研究[D]. 劉膠.北京化工大學 2017
[2]環(huán)狀水分子簇異構體的穩(wěn)定性及其相互作用能的多體效應[D]. 李文海.北京化工大學 2013



本文編號：3520096