偶氮苯羧酸衍生物插層水滑石的結構及其性質的理論研究.pdf

1、本文采用量子化學的密度泛函理論（DFT），研究了偶氮苯羧酸衍生物（偶氮苯甲酸、偶氮苯乙酸和甲基紅）插層Zn/Al水滑石的結構及其性質。一方面通過研究甲基紅的順反異構反應揭示偶氮苯羧酸衍生物的穩(wěn)定性；另一方面采用分子碎片組合計算方法構建出偶氮苯羧酸衍生物插層水滑石體系的理論模型。 使用B3LYP方法，在6-31G（d，p）和6-311++G（d，p）級別上研究了甲基紅的順反異構反應機理。發(fā)現有兩條反應路徑，這兩條路徑都是既包含CN

2、NC旋轉又包含NNC反轉的混合路徑，并通過角度變化來說明旋轉和反轉對反應的貢獻大小。 使用B3LYP和B3PW91方法，分別在6-31G（d，p）級別上計算了Zn/Al層板單元、偶氮苯甲酸、偶氮苯乙酸和甲基紅的陰離子的電子結構，并優(yōu)化得到它們分別與Zn/Al層板的主-客體相互作用體系的穩(wěn)定結構。從能量、前線軌道分布等方面分析表明，以上各陰離子均易于與層板相結合形成插層結構，且插層后有利于提高客體的穩(wěn)定性。 以偶氮苯甲酸、

3、偶氮苯乙酸的聚集行為來進一步研究層間客體之間的相互作用，用B3LYP方法，在LANL2DZ和6-31G（d，p）水平上分別優(yōu)化得到芳環(huán)以平行方式堆積而成的二聚體的穩(wěn)定構型，它們能近似地反映客體陰離子在水滑石層間的聚集狀態(tài)。 采用分子碎片組合計算方法，將分子碎片（客體-客體相互作用碎片二聚體分子和主體．客體相互作用碎片偶氮苯甲酸-Zn/Al層板、偶氮苯乙酸-Zn/Al層板）通過它們之間的緊密聯(lián)系，較合理地構建出偶氮苯甲酸插層水滑石