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咪唑类离子液体与酪氨酸相互作用及机理的密度泛函理论研究 被引量：3
1
作者 吴智伟 丁伟璐 +2 位作者 张雅琴 王艳磊 何宏艳 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第10期57-66,共10页
离子液体的物理化学性质稳定且结构可调,被认为是潜在的新一代绿色高效生物分子溶剂。本文通过密度泛函理论研究了系列咪唑基离子液体与两性离子型氨基酸(酪氨酸)的相互作用及机理。利用对称微扰理论(SAPT)、分子中的原子理论(AIM)及约... 离子液体的物理化学性质稳定且结构可调,被认为是潜在的新一代绿色高效生物分子溶剂。本文通过密度泛函理论研究了系列咪唑基离子液体与两性离子型氨基酸(酪氨酸)的相互作用及机理。利用对称微扰理论(SAPT)、分子中的原子理论(AIM)及约化密度梯度函数(RDG),分析了氢键作用、静电力、诱导力和色散力对离子液体-氨基酸体系相互作用的贡献。计算结果表明静电作用对于阴、阳离子与酪氨酸的相互作用占主导地位。对于系列阳离子而言,具有不同的甲基取代位点和烷基侧链长度对不同的相互作用模式会产生显著影响。其中,当甲基位于咪唑环的C2位点时,诱导力与色散力占比差别较小;当甲基取代位于咪唑环的N3位点时,诱导力与色散力占比差别较大。产生这一差异的原因在于当甲基位于C2位时,氢键、咪唑环与苯环之间的π^(+)–π作用为主要作用模式,而甲基取代位为N3位时,氢键和烷基链与苯环之间的C_(Alkyl)―H…π作用则成为主导。进一步获得离子对-酪氨酸的相互作用能变化趋势与阳离子-酪氨酸的变化趋势一致,阴阳离子的共同作用使其与酪氨酸结合更稳定。该研究结果阐明了离子液体中阳离子氢键位点及侧链长度差异对于离子液体-酪氨酸体系的相互作用模式的影响机制,为高效分离氨基酸的功能性离子液体的设计和筛选提供了新思路。 展开更多
关键词 离子液体 两性离子型氨基酸 相互作用机理 氢键作用 范德华相互作用
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离子液体电解液的模拟计算方法及应用
2
作者 岳博文 佟佳欢 +1 位作者 刘玉文 霍锋 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期897-911,共15页
电解液作为电化学储能系统的重要组成部分,是决定电池容量,支撑超级电容器储能、循环稳定性等特性的关键因素之一。离子液体作为一类新型软功能材料,因其高导电率、宽电化学窗口、良好的热稳定性、无显著蒸气压等特性,被广泛应用于电化... 电解液作为电化学储能系统的重要组成部分,是决定电池容量,支撑超级电容器储能、循环稳定性等特性的关键因素之一。离子液体作为一类新型软功能材料,因其高导电率、宽电化学窗口、良好的热稳定性、无显著蒸气压等特性,被广泛应用于电化学储能元件如锂电池、超级电容器等,逐步成为传统有机电解液最佳替代者之一。目前有关离子液体电解液的设计与研究大多采用实验测试法,其搜索范围大、成本高且难以从纳微水平精确获得对其动态结构、形成机理、作用机制等深刻认识。因此,本文综述了离子液体电解液在模拟计算方面的相关进展。首先根据不同的模拟尺度,介绍了用于离子液体电解液的3种模拟计算方法,并讨论了它们的优缺点。其次,按照离子液体在电解液中的不同组成部分,分别回顾了离子液体电池及超级电容器中的模拟研究现状。最后,讨论了离子液体电解液未来面临的挑战和发展方向,为电解液的模拟提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 电解液 离子液体 分子模拟 电池 超级电容器
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电解液调控CO_(2)电催化还原性能微观机制的研究进展 被引量：1
3
作者 彭奎霖 李桂林 +2 位作者 江重阳 曾少娟 张香平 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期113-122,共10页
二氧化碳(CO_(2))排放导致了严重的温室效应,但作为重要的碳资源,CO_(2)电催化还原合成化学品因反应条件温和、反应产物可调及可有效利用分布式电能等优势而备受关注.在该反应体系中,电解液作为反应介质,可提供质子和反应微环境,影响分... 二氧化碳(CO_(2))排放导致了严重的温室效应,但作为重要的碳资源,CO_(2)电催化还原合成化学品因反应条件温和、反应产物可调及可有效利用分布式电能等优势而备受关注.在该反应体系中,电解液作为反应介质,可提供质子和反应微环境,影响分子/离子传输.因此,构建新型电解液体系对于提高CO_(2)电催化还原产物的选择性和电流密度起到重要作用.本文综合评述了CO_(2)电催化还原过程中电解液的作用和研究现状,重点总结了水系电解液中阴阳离子(碱金属阳离子、卤素离子等)和离子液体电解液对CO_(2)溶解度、界面双电层结构(pH值、电场效应)和中间体稳定性等的影响机制,揭示了其调控对反应产物的选择性、电流密度等的影响规律.最后,对电解液调控CO_(2)电催化还原性能的研究进行了展望. 展开更多
关键词 二氧化碳电催化还原 微观作用机制 水系电解液 离子液体
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调控双钙钛矿中高熵组分促进高温析氧反应
4
作者 冯炜程 于景成 +8 位作者 杨溢澜 郭宜阁 邹庚 刘晓菊 陈洲 董坤 宋月锋 汪国雄 包信和 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期41-43,共3页
固体氧化物电解池(SOEC)中阳极析氧反应动力学较为迟缓,限制了SOEC器件电催化转化能力,因此针对阳极材料的改性研究对于进一步提升SOEC电化学性能十分关键。高熵钙钛矿(HEP)在许多反应中表现出良好的催化活性,但在SOEC中的应用鲜有研究... 固体氧化物电解池(SOEC)中阳极析氧反应动力学较为迟缓,限制了SOEC器件电催化转化能力,因此针对阳极材料的改性研究对于进一步提升SOEC电化学性能十分关键。高熵钙钛矿(HEP)在许多反应中表现出良好的催化活性,但在SOEC中的应用鲜有研究。本文通过在双钙钛矿的A位或A'位分别掺杂不同的稀土金属、碱土金属或碱金属离子,合成了(Pr_(0.2)La_(0.2)Sm_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2))BaCo_(2)O_(6-δ)(A-HEP)和Pr(Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2)Na_(0.2)K_(0.2))Co_(2)O_(6-δ)(A'-HEP)两种高熵钙钛矿材料。由于掺杂离子平均半径和氧化态的差异,A-HEP保持四方双钙钛矿相结构而A'-HEP则转变为正交单钙钛矿相。物理化学表征结果表明,A-HEP中Co平均价态更高,Co 2p-O 1s杂化更强,从而增加了电子转移路径并降低了转移能垒。同时,A-HEP中表面氧空位浓度更高,可为阳极析氧反应提供更多的活性位点。因此,在具有A-HEP阳极的SOEC中,与氧输运、电子传输和表界面反应过程相关的阳极极化电阻显著降低,并在800℃下实现最高1.76 A·cm^(-2)的电流密度和200 h的稳定性。本工作为高熵钙钛矿材料在SOEC阳极中的应用提供了新的策略。 展开更多
关键词 固体氧化物电解池 高熵钙钛矿 析氧反应 氧空位 电子转移
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钒磷氧合成条件对丁烷选择性氧化催化性能的影响 被引量：5
5
作者 谢志琦 张婷 +4 位作者 李英崴 王周君 代飞 张瑞锐 刘瑞霞 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期414-421,共8页
正丁烷氧化制备顺酐是低碳烷烃高值化利用的典型代表,钒磷氧(VPO)催化剂是该反应唯一的工业催化剂。通过调控有机相法合成过程中还原时间、回流时间和磷钒物质的量比3种实验参数,合成系列VPO催化剂,结合多种分析手段,探索合成条件对催... 正丁烷氧化制备顺酐是低碳烷烃高值化利用的典型代表,钒磷氧(VPO)催化剂是该反应唯一的工业催化剂。通过调控有机相法合成过程中还原时间、回流时间和磷钒物质的量比3种实验参数,合成系列VPO催化剂,结合多种分析手段,探索合成条件对催化剂结构的影响规律,获得精细调控催化剂合成的方法和最优条件,催化正丁烷选择性氧化反应,转化率可达93.8%,顺酐收率达62.4%。进而精准构筑VPO催化剂,揭示VPO催化正丁烷选择性氧化制顺酐反应中的构效关系。 展开更多
关键词 钒磷氧 合成条件 正丁烷 选择性氧化 顺酐
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