椅式(5,5)单壁碳纳米管内硝基甲烷热解反应的理论研究

【摘要】：采用完全活性空间自洽场方法(CASSCF)以及组合的量子化学ONIOM方法,研究了硝基甲烷受限于椅式(5,5)单壁碳纳米管内的结构及热解过程。分子结构分析表明,椅式(5,5)碳纳米管内的硝基甲烷其构型发生扭转,Cs对称性消失,C—N键长略微缩短。热解势能面分析发现,硝基甲烷单体沿C—N键的热解是一个无过渡态的解离过程,而硝基甲烷在椅式(5,5)碳纳米管内的热解需经历一个过渡态,所需克服的能垒约为198kJ·mol-1,比硝基甲烷单体的解离能降低了21kJ·mol-1左右。此外,计算结果还表明,椅式(5,5)碳纳米管内的硝基甲烷热解过程中的分子结构、NO和CH基团电荷变化与单体解离过程亦有所不同。 【作者单位】： 武汉科技学院纺织新材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室;清华大学化工系;
【关键词】： 物理化学 碳纳米管 硝基甲烷 热解反应 从头算
【基金】：教育部科学技术研究重点项目(批准号:209080) 湖北省杰出青年基金项目(批准号:2008CDB261)
【分类号】：TB383.1
【正文快照】： 1引言碳纳米管自1991年被发现以来,由于其独特的结构和性能,使其在许多领域表现出巨大的潜在应用价值。碳纳米管是目前物理、化学、生物以及材料科学等学科最活跃的研究前沿之一[1]。近年来,有关碳纳米管(CNTs)在含能材料领域的应用越来越受到人们的关注。研究表明[2],碳纳米

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