申请/专利权人：山东建筑大学

申请日：2022-04-12

公开（公告）日：2022-09-20

公开（公告）号：CN115083531A

主分类号：G16C10/00

分类号：G16C10/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2022.10.11#实质审查的生效;2022.09.20#公开

摘要：本发明公开了一种基于密度泛函理论设计多孔材料特异性吸附苯的方法，采用理论计算的方法，利用乙醛基团修饰吸附模型，设计构建对苯分子有特异性吸附的吸附模型，基于密度泛函理论，利用量子化学程序对乙醛基团修饰的吸附模型进行结构优化和单点能计算得到量子化学计算结果文件，利用量子化学和波函数分析的方法，对所设计的多孔材料吸附模型进行弱相互作用理论分析，研究MOFs多孔材料吸附模型对苯的吸附作用，从而获取对苯有特异性吸附的MOFs框架结构，为特异性吸附苯奠定坚实的理论依据。相比于直接采用实验室“试错式”吸附法，可准确高效地研究吸附机理，比实验更方便、更直观地获得特异性吸附苯的多孔材料结构。

主权项：1.一种基于密度泛函理论设计多孔材料特异性吸附苯的方法，其特征在于，包括如下步骤：1MOFs多孔结构的选择：通过已有的数据库选择孔洞尺寸适用于苯分子的结构，选取的MOFs孔结构主要由四氰合铂离子、1,4-双（4-吡啶）丁炔（bis4-pyridylbutadiyne，bpb）和FeII组成；2多孔结构的生长：使用Mercury3.6化学软件将选取的最小单元基体生长为三维立体结构；框架生长成三维立体结构时，由于生长的方向不确定，且框架生长的无限性，故用GaussView5.0对框架进行处理；3独立孔结构的选取：将从骤2中生长所得的结构中截取完整的独立孔结构，保留金属中心FeII的配位环境，用NH3分子替代N原子；4吸附模型的设计与建模：根据所选取的孔结构和苯环的结构特点综合考虑，使用乙醛基团修饰，通过利用不同吸附位点设计对苯分子有特异性吸附性能的多孔结构；5吸附模型的结构优化：利用量子化学软件Gaussian16，采用泛函M06-2X和def2-TZVP基组，使用关键词opt，将吸附模型结构中的H原子、修饰模型中所添加的乙醛基团、客体苯分子均进行结构优化，其他部分保留原有结构，冻结除氢原子和客体分子外的其他原子；6计算：使用量子化学计算程序Gaussian16对优化后的吸附模型进行DFT计算，单点能计算在M06-2Xdef2-TZVP计算级别下使用DFT-D3色散校正，单点能计算采用10-8Hartree收敛标准，直到要求的四个参数全部收敛，构型达到能量极小点且频率无虚频，获得相应的含有波函数信息的文件；将吸附模型的输出文件xx.chk转换为xx.fchk文件；7弱相互作用理论分析：将步骤6计算得到的含有波函数信息的文件，利用量子化学波函数分析程序Multiwfn进行波函数分析；通过弱相互作用图形化分析方法——约化密度梯度函数（ReducedDensityGradient，RDG）确定涉及弱相互作用的区域；在可视化分子动力学程序（VisualMolecularDynamics，VMD）中得到等值面图；8根据步骤6得到的等值面图，研究乙醛基团修饰吸附模型对苯分子的弱相互作用。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东建筑大学 一种基于密度泛函理论设计多孔材料特异性吸附苯的方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD