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Si掺杂调控15‑冠‑5配位Li^(+)机理的理论研究 被引量：1
1
作者 梁苏卓成 姬国勋 +2 位作者 孙新利 李国东 张仕通 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2037-2046,共10页
基于密度泛函理论研究了以—SiMe_(2)—SiMe_(2)—单元或—CH_(2)—SiMe_(2)—单元取代—CH_(2)—CH_(2)—的方式调控15-冠-5配位Li^(+)性能的机理。结果表明掺杂Si能够增大冠醚的尺寸,并且通过不同的掺杂方式可以有效增强/减弱冠醚配位... 基于密度泛函理论研究了以—SiMe_(2)—SiMe_(2)—单元或—CH_(2)—SiMe_(2)—单元取代—CH_(2)—CH_(2)—的方式调控15-冠-5配位Li^(+)性能的机理。结果表明掺杂Si能够增大冠醚的尺寸,并且通过不同的掺杂方式可以有效增强/减弱冠醚配位Li^(+)的能力。分子中的原子(AIM)理论的电子密度拓扑分析和对称匹配微扰理论(SAPT)能量分解分析表明,冠醚与Li^(+)的相互作用本质为伴随少量轨道极化和电子转移的离子-偶极相互作用。由于Si的电子比C更容易被O和Li^(+)极化,因此Si掺杂能够增强冠醚-Li^(+)之间的静电相互作用和诱导相互作用,但自然布居分析表明,若掺杂之后冠醚环内存在Si—O—Si单元,整体上将使O难以充分极化Si的电子,同时导致带正电的Si与Li^(+)距离更近,因此不利于冠醚配位Li^(+)。 展开更多
关键词 冠醚 吸附 密度泛函理论 锂离子 硅 杂原子
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硅杂原子提升冠醚对锂离子络合能力的机理理论研究
2
作者 梁苏卓成 姬国勋 +3 位作者 孙新利 王波 张仕通 代星 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期3149-3159,共11页
将Si引入冠醚有希望大幅度提升其对阳离子的络合能力,但其中的调控机理尚不清晰。基于量子化学密度泛函理论计算,以12-冠-4、1,1-2甲基-1-硅杂12-冠-4、1,1,2,2-4甲基-1,2-2硅杂12-冠-4、1,1,2,2,4,4,5,5-8甲基-1,2,4,5-4硅杂12-冠-4和1... 将Si引入冠醚有希望大幅度提升其对阳离子的络合能力,但其中的调控机理尚不清晰。基于量子化学密度泛函理论计算,以12-冠-4、1,1-2甲基-1-硅杂12-冠-4、1,1,2,2-4甲基-1,2-2硅杂12-冠-4、1,1,2,2,4,4,5,5-8甲基-1,2,4,5-4硅杂12-冠-4和1,1,2,2,7,7,8,8-8甲基-1,2,7,8-4硅杂12-冠-4络合Li+为计算模型,探究了冠醚与Li^(+)之间的相互作用机理。结果表明,由于O-Li+配位键的键长增加,掺杂Si的数量为2和4的Si杂12-冠-4对Li+的共价相互作用略弱,但静电相互作用和色散相互作用更强、Pauli排斥作用更小,最终导致所有Si杂12-冠-4对Li+的络合能力都比12-冠-4更强。上述有利因素源于Si-O键中Si的电子显著向O极化,同时,Si杂12-冠-4中-SiMe_(2)-SiMe_(2)-和-CH_(2)-SiMe_(2)-单元远离Li^(+),有效避免了Si-Li^(+)之间的静电排斥。揭示的冠醚-Li+相互作用机理将为未来设计与合成杂原子冠醚提供理论指导。 展开更多
关键词 冠醚 锂离子 硅 杂原子 吸附 吸附剂 计算化学
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