国家自然科学基金(91334202)
- 作品数：13 被引量：51H指数：3
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- 蛋白质吸附的计算机分子模拟
- 蛋白质吸附是生物传感器、生物燃料电池、生物材料等应用开发中涉及到的共性基础研究问题。调控蛋白质在界面的吸附取向和构象对保持和发挥蛋白质的生物功能起重要作用。本工作将介绍在蛋白质吸附模拟中所采用的多尺度模型、有效预测蛋白质...
- 周健
- 关键词：蛋白质吸附分子模拟生物材料生物传感器
- 分子动力学模拟多巴在自组装膜上的黏附性
- 2017年
- 为了更好地理解贻贝在表面的黏附机理,实现水下胶黏,采用分子动力学方法研究了多巴在自组装膜上的黏附性:采用伞形取样和加权柱状图分析方法计算了多巴在不同自组装膜表面的黏附自由能,使用拉伸分子动力学模拟研究了多巴在不同自组装膜表面上黏附后的脱附力.结果表明,多巴在带负电的羧基自组装膜上的黏附能比在带正电的氨基自组装膜上的大,多巴更容易黏附到带负电表面;多巴在带电表面的黏附能比未带电表面的黏附能更强,表明在带电表面黏附更稳定.进一步分析了多巴在不同表面的取向分布,发现多巴与不同表面相互作用的方式不同:与疏水表面主要通过苯环相互作用;与亲水表面主要通过羟基相互作用;与负电表面主要通过氨基相互作用;与正电表面主要通过羧基相互作用.通过模拟比较了多巴在不同自组装膜上的脱附力,发现多巴在带电表面的脱附力比在未带电表面的大,与黏附能的趋势一致.对比4种非带电表面的脱附力,发现多巴在疏水性甲基自组装膜表面的脱附力最大,黏附更稳定,随着表面疏水性的增加,脱附力增大,黏附稳定性增强.本工作可为研发新型水下胶黏剂提供理论指导.
- 李映图李理波周健
- 关键词：多巴自组装膜分子模拟分子动力学
- 基于分子间相互作用的纳米尺度分子传递
- 纳米尺度下的分子传递是以纳米先进材料为导向的材料化学工程学科所面临的关键科学问题之一。借鉴分子热力学的建模研究思路研究分子传递,从分子之间相互作用出发,结合分子模拟技术,有望最终建立理论模型,实现分子传递的定量预测。通过...
- 陆小华朱育丹邬新兵吕玲红冯新刘畅
- 关键词：分子间作用
- 新型均相催化产氢Ru(Ⅱ) NNN配合物的理论预测
- 2017年
- 本文提出用NNN配体代替Ru(Ⅱ)PNN配合物中的PNN配体,设计得到Ru(Ⅱ)NNN配合物,并应用密度泛函理论研究该配合物催化分解水产氢的可能性。结果表明:在Ru(Ⅱ)NNN配合物上分解水产氢的机制与在Ru(Ⅱ)PNN配合物上的机制相似,但决定速度步骤的活化能垒降为147.7 kJ/mol,在Ru(Ⅱ)PNN配合物上相应步骤的能垒为157.3 kJ/mol。此外,在Ru(Ⅱ)PNN配合物上该反应为弱吸热反应;但在Ru(Ⅱ)NNN配合物上为弱放热反应,热力学上更有利。因此,可以预测Ru(Ⅱ)NNN配合物具有与Ru(Ⅱ)PNN配合物相同的分解水产氢的催化性能,且催化效果可能更好。
- 刘莎黎军陆小华
- 关键词：密度泛函理论计算
- 氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油的性质与应用被引量：20
- 2014年
- 作为绿色溶剂,离子液体在化学和物理学科引起广泛关注.低共融溶剂,如氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油,不仅被认为是一类新型的离子液体,还具有价格低廉、环境友好及合成简便等优势.为了促进氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油这两种低共融溶剂的应用,本文考察了氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油的微观结构、物理化学性质及水分对其物性的影响,并将其与传统离子液体进行了比较.此外,还分析了氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油在摩擦学及CO2分离中的潜在应用.已有研究结果表明,氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油有希望应用于摩擦学及CO2分离中,但是在大规模工业应用之前依然存在很多不确定性和瓶颈,还需要进一步在其纳米结构、实验测定及模型等方面进行研究.
- 张盈盈吉晓燕陆小华
- 关键词：氯化胆碱尿素甘油CO2分离润滑
- 简单的配体改变调控钌配合物催化还原CO_2的活性:硼基配体的对位效应和Ru―H键的性质（英文）被引量：2
- 2018年
- 开发高效的催化剂用于催化还原CO_2转化为甲酸和它的盐类已经成为研究的热点,是因为将CO_2转化为C1产物不仅可以解决CO_2的含量升高带来的环境问题,还可以解决化石能源燃烧日趋严重的问题。贵金属配合物催化CO_2转化为甲酸和甲酸盐类是目前这类反应最有效的方式,尤其是Ru、Ir和Rh等贵金属。我们之前的研究结果表明Ir(Ⅲ),Ru(Ⅱ)类配合物催化还原CO_2转化为甲酸盐的活性是由配合物Ru―H键的成键性质决定的。它们能高活性的催化CO_2是由于它们都含有同一种特点的Ru―H键,是由Ru的sd^2杂化轨道和H的1s轨道杂化而成的,而且这一特点可以被活性氢的对位配体显著影响。鉴于硼基配体具有强的对位效应,我们基于高活性的均相催化剂Ru(PNP)(CO)H_2 (PNP=2,6-二(二叔丁基磷甲基)-吡啶)设计了Ru-PNP-HBcat和Ru-PNP-HBpin,并计算了二者催化还原CO_2的活性。Bcat和Bpin配体是实验上常用的硼基配体。我们的计算结果表明Ru-PNP-HBcat和Ru-PNP-HBpin有比Ru-PNP-H_2更长的Ru―H键、亲核性更强的活性氢,其Ru―H键中的Ru原子的d轨道杂化成分的贡献也比Ru-PNP-H_2的更少。相应地Ru-PNP-HBcat和RuPNP-HBpin活化CO_2的能垒比Ru-PNP-H_2低。而且Ru-PNP-H_2、Ru-PNP-HBcat和Ru-PNP-HBpin催化CO_2转化为甲酸盐的能垒分别为76.2、67.8、54.4 kJ·mol^(-1),表明Ru-PNP-HBpin具有最高的催化活性。因此,钌配合物催化还原CO_2的活性可由硼基配体强的对位效应和Ru―H键的成键性质来调控。
- 刘甜黎军刘维佳朱育丹陆小华
- 关键词：钌配合物
- 不同管径碳纳米管中CO2/CH4分离的分子模拟被引量：14
- 2014年
- 生物甲烷路线在CO2减排和节能方面有很大的应用前景。而对生物沼气的分离是此路线的一个关键问题,特别是在60℃和0.1 MPa下。巨正则Monte Carlo(GCMC)和平衡分子动力学(EMD)的分子模拟方法研究CO2和CH4在不同管径的碳纳米管(CNT)中的吸附和扩散,可以从分子层面研究生物沼气的分离机理。分别计算了CO2/CH4二元混合物吸附量、吸附选择性、自扩散系数和渗透选择性等参数。模拟结果表明:由于碳管的受限空间和CO2与碳纳米管壁面分子之间强相互作用,导致二元等物质的量的混合物CO2/CH4的吸附量和扩散系数的差异。CO2的吸附量和自扩散系数都比CH4的大。渗透选择性在碳管管径达到最接近1 nm时达到最大值,此时混合物的分离过程是吸附控制,而非扩散控制。
- 曹伟吕玲红黄亮亮王珊珊朱育丹
- 关键词：分子模拟碳纳米管自扩散选择性
- 基于分子间相互作用的纳米尺度分子传递被引量：2
- 2014年
- 纳米尺度下的分子传递是以纳米先进材料为导向的材料化学工程学科所面临的关键科学问题之一.借鉴分子热力学的建模研究思路研究分子传递,从分子之间相互作用出发,结合分子模拟技术,有望最终建立理论模型,实现分子传递的定量预测.本文通过几个研究实例初步探索了如何从分子间相互作用出发开展纳米尺度下分子传递的研究,利用分子模拟手段解析纳米尺度下特殊的微结构,并以此为基础进而实现对分子传递行为的调控和预测,指导具有丰富纳米结构的膜材料以及催化材料的设计和应用.
- 朱育丹邬新兵陆小华陆小华吕玲红冯新
- 关键词：分子间作用
- 生物相容性金属-有机骨架材料负载药物的分子模拟被引量：5
- 2014年
- 采用巨正则蒙特卡罗方法,对新型卤代羟基烷麻醉药——异氟醚在金属-有机骨架材料(MOFs)中的负载性能进行了模拟研究.选用含Fe,Mg和Ti等金属中心的5种生物相容性良好的MOFs进行研究,结果表明,在常压下,孔体积较大的材料对异氟醚的负载量较大,且Fe-MIL-101负载量最高,可负载相当于自身质量2倍的药物.通过径向分布函数及构型分析发现,药物负载的主要作用力有氢键和金属-药物相互作用.等量吸附能分析显示,Fe-MIL-53和Mg-MOF-74吸附能较强,有利于延长麻醉药持续释放的时间,适用于长时间麻醉手术或术后止痛;而Ti-KUMOF-1,Fe-MIL-100和Fe-MIL-101则在初期释放大量药物,后期释放量大幅度下降,适用于急诊治疗.
- 乔智威李理波周健
- 关键词：金属-有机骨架分子模拟异氟醚
- 沼液光催化处理研究
- 2017年
- 将光催化技术应用于沼液处理,是一种解决环境污染和最大化利用资源的新思路。在预处理之后的沼液中,加入Ti O2进行光催化反应,沼液的化学需氧量(COD)降低,可以降解沼液中难以生物降解的腐殖酸等有机物。光催化处理后的沼液颜色几乎透明,可做为光解水制氢的水源,产生的氢气又可作为制甲烷的氢源,进而实现生物甲烷制取过程中甲烷的高效转化。光催化处理沼液相比于其他的沼液处理方法具有成本低、效率高等优点,环境友好的同时还实现了资源的重复利用。
- 肖文静黎军
- 关键词：光催化资源化沼气
