具有流變性硼合金團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理論研究
發(fā)布時(shí)間：2021-08-07 17:45
2010年,首例“汪克爾”分子馬達(dá)B-19團(tuán)簇的發(fā)現(xiàn)揭開了硼基團(tuán)簇分子機(jī)器的研究序幕,隨后設(shè)計(jì)、合成、表征具有動(dòng)力學(xué)流變性的硼基團(tuán)簇受到相關(guān)領(lǐng)域研究人員的密切關(guān)注。本論文在文獻(xiàn)報(bào)道的Mg2B8納米團(tuán)簇“指南儀”研究基礎(chǔ)上,通過對(duì)部件（指針、表盤）改造,理論設(shè)計(jì)了系列新型硼合金納米團(tuán)簇“指南儀”M2B7-（M=Zn,Cd）及Mg2BeB8;通過引入過渡金屬鎢原子,降低了B10團(tuán)簇內(nèi)外環(huán)間的轉(zhuǎn)動(dòng)勢(shì)壘,設(shè)計(jì)了新型硼合金汪克爾分子馬達(dá)WB10。在理性設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,本論文運(yùn)用密度泛函理論（density functional theory,DFT）系統(tǒng)研究了這些新穎納米團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)、化學(xué)成鍵、芳香性及動(dòng)力學(xué)流變性,相關(guān)結(jié)果進(jìn)一步豐富、拓展了硼基團(tuán)簇分子機(jī)器研究領(lǐng)域。本論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:1.二元硼合金納米“指南儀”M2B
【文章來源】：山西大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
B19-團(tuán)簇的全局極小結(jié)構(gòu)（1）和過渡態(tài)結(jié)構(gòu)（2）[55]
arrinelloMD模擬證明上述結(jié)構(gòu)并不是它的全局極小結(jié)構(gòu)，認(rèn)為真正的GM應(yīng)該是三維的并具有C3v對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)[59]。1994年，Boustini預(yù)測(cè)GM結(jié)構(gòu)由三個(gè)相鄰的六角方錐組成的準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)[35]。1996年，Ricca和Bauschlicher在B3LYP/6-31G*水平上報(bào)道了B13+團(tuán)簇真正的基態(tài)結(jié)構(gòu)，即B10外環(huán)圍繞著B3內(nèi)核并且是一個(gè)具有C2v對(duì)稱性的平面結(jié)構(gòu)[46]。1998年，Schleyer課題組證明了Ricca和Bauschlicher的結(jié)論，理論確定了B13+團(tuán)簇GM結(jié)構(gòu)[60]，如圖1.2所示。BOMD模擬揭示B13+團(tuán)簇為汪克爾分子馬達(dá)，外圍B10環(huán)在室溫下即可繞著B3內(nèi)核自由旋轉(zhuǎn)。圖1.2B13+團(tuán)簇的全局極小結(jié)構(gòu)GM(1)與過渡態(tài)結(jié)構(gòu)TS(2)[57]Fig1.2Structureoftheglobalminimum(1)ofB13+clusterandthetransitionstate(2)[57].2015年，王迎進(jìn)等人理論研究了拉長(zhǎng)的準(zhǔn)平面B11-和B11團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)特征和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)[61]，全局極小結(jié)構(gòu)中B2核被外圍的B9環(huán)所包圍。動(dòng)力學(xué)模擬顯示，在室溫下，B11-和B11團(tuán)簇的外圍B9環(huán)像一條流動(dòng)的鏈條圍繞著B2單元自由旋轉(zhuǎn)，像前進(jìn)的坦克履帶。之后，他們又發(fā)現(xiàn)了“雙引擎”的亞納米坦克履帶B15+團(tuán)簇[62]。在高溫500K時(shí)，B15+團(tuán)簇具有動(dòng)力學(xué)流變性，外圍B11環(huán)圍繞B4內(nèi)核進(jìn)行自如轉(zhuǎn)動(dòng)。頻率分析表明B15+團(tuán)簇?fù)碛袃蓚�(gè)振動(dòng)軟模，相當(dāng)于內(nèi)置“雙引擎”，
圖1.3雙重流變的Be6B11-團(tuán)簇[68]
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硼碳團(tuán)簇BnC2（n=1～6）的理論研究[J]. 王若曦,張冬菊,朱榮秀,劉成卜. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2007(19)
[2]團(tuán)簇物理的新進(jìn)展（Ⅰ）[J]. 王廣厚. 物理學(xué)進(jìn)展. 1994(02)
本文編號(hào)：3328246
【文章來源】：山西大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
B19-團(tuán)簇的全局極小結(jié)構(gòu)（1）和過渡態(tài)結(jié)構(gòu)（2）[55]
arrinelloMD模擬證明上述結(jié)構(gòu)并不是它的全局極小結(jié)構(gòu)，認(rèn)為真正的GM應(yīng)該是三維的并具有C3v對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)[59]。1994年，Boustini預(yù)測(cè)GM結(jié)構(gòu)由三個(gè)相鄰的六角方錐組成的準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)[35]。1996年，Ricca和Bauschlicher在B3LYP/6-31G*水平上報(bào)道了B13+團(tuán)簇真正的基態(tài)結(jié)構(gòu)，即B10外環(huán)圍繞著B3內(nèi)核并且是一個(gè)具有C2v對(duì)稱性的平面結(jié)構(gòu)[46]。1998年，Schleyer課題組證明了Ricca和Bauschlicher的結(jié)論，理論確定了B13+團(tuán)簇GM結(jié)構(gòu)[60]，如圖1.2所示。BOMD模擬揭示B13+團(tuán)簇為汪克爾分子馬達(dá)，外圍B10環(huán)在室溫下即可繞著B3內(nèi)核自由旋轉(zhuǎn)。圖1.2B13+團(tuán)簇的全局極小結(jié)構(gòu)GM(1)與過渡態(tài)結(jié)構(gòu)TS(2)[57]Fig1.2Structureoftheglobalminimum(1)ofB13+clusterandthetransitionstate(2)[57].2015年，王迎進(jìn)等人理論研究了拉長(zhǎng)的準(zhǔn)平面B11-和B11團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)特征和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)[61]，全局極小結(jié)構(gòu)中B2核被外圍的B9環(huán)所包圍。動(dòng)力學(xué)模擬顯示，在室溫下，B11-和B11團(tuán)簇的外圍B9環(huán)像一條流動(dòng)的鏈條圍繞著B2單元自由旋轉(zhuǎn)，像前進(jìn)的坦克履帶。之后，他們又發(fā)現(xiàn)了“雙引擎”的亞納米坦克履帶B15+團(tuán)簇[62]。在高溫500K時(shí)，B15+團(tuán)簇具有動(dòng)力學(xué)流變性，外圍B11環(huán)圍繞B4內(nèi)核進(jìn)行自如轉(zhuǎn)動(dòng)。頻率分析表明B15+團(tuán)簇?fù)碛袃蓚�(gè)振動(dòng)軟模，相當(dāng)于內(nèi)置“雙引擎”，
圖1.3雙重流變的Be6B11-團(tuán)簇[68]
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硼碳團(tuán)簇BnC2（n=1～6）的理論研究[J]. 王若曦,張冬菊,朱榮秀,劉成卜. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2007(19)
[2]團(tuán)簇物理的新進(jìn)展（Ⅰ）[J]. 王廣厚. 物理學(xué)進(jìn)展. 1994(02)
本文編號(hào)：3328246
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