检索结果-内蒙古大学图书馆

自然杂志 1984年第3期 170-176+240页

作者：刘洪霖陈念贻中国科学院上海冶金研究所

当前,在国际上量子化学计算方法已广泛用于化学研究的各个领域,并成为量子化学研究的重要组成部分。近年来,我国科学工作者在量子化学计算方法及其应用的研究中取得了较大进展。《计算量子化学》一文深入浅出,简明扼要地介绍了这方面工... 详细信息

当前,在国际上量子化学计算方法已广泛用于化学研究的各个领域,并成为量子化学研究的重要组成部分。近年来,我国科学工作者在量子化学计算方法及其应用的研究中取得了较大进展。《计算量子化学》一文深入浅出,简明扼要地介绍了这方面工作的概况和作者自己的部分工作。

关键词：量子化学计算方法位能面电荷迁移光电子能谱从头计算方程福克光电发射能谱计算量子化学平衡几何构型

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分布式计算量子化学中的数据通信的研究

分布式计算量子化学中的数据通信的研究

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作者：李嵩北京工业大学

学位级别：硕士

计算量子化学是一门量子化学、计算数学、计算机技术和化学的各分支学科综合交叉的新学科，其主要目的是利用有效的数学近似方法以及计算机程序来模拟、计算和分析量子化学中的问题、特征和性质。计算量子化学的水平反映了量子化学理论... 详细信息

计算量子化学是一门量子化学、计算数学、计算机技术和化学的各分支学科综合交叉的新学科，其主要目的是利用有效的数学近似方法以及计算机程序来模拟、计算和分析量子化学中的问题、特征和性质。计算量子化学的水平反映了量子化学理论发展与应用状况，常作为量子化学进展的一个重要标志。随着计算机技术的发展与量子化学理论研究的深入，量子化学计算方法及其应用日新月异，由于量子化学研究人员的工作，计算量子化学系统也随之有了一定的发展，现在已经有一些商用量子化学计算软件出现，其中很多都能够在普通PC机上实现化学精度的量化计算，用程序实现的计算量子化学系统可以在仿真环境中模拟各种化学和生物分子，进行一系列的科学研究。但是，此类程序通常规模大，计算复杂，随着计算量子化学学科的发展，原来单机的运行环境已不能满足日益增长的计算任务要求。为满足计算量子化学学科用户的高性能计算需求，就需要构建分布式系统，在机群环境中完成海量计算任务。由于用户的操作系统平台不同，用户可能在办公室利用Windows环境的台式机，也可能在外出差利用Linux环境的笔记本，或者利用Mac环境的手机登录远程机群计算环境上载任务、查询计算进度、下载计算结果。这就需要计算量子化学系统用户能够得到多种平台的支持。本文以客户端与机群间的数据通信为主要研究重点，通过构建分布式计算量子化学系统，研究支持多平台的数据通信机制，在保证数据通信的正确性前提下提高通信效率。本论文包括：搭建分布式计算量子化学系统，给出分布式计算量子化学系统的总体结构和模块组成，介绍数据通信在整个系统中的地位和作用，以及高性能计算中计算量子化学的数据通信方法。通过权限管理机制对系统资源合理利用，对系统安全性提供支持；研究对高性能计算平台提供服务进行探测的方法，在数据通信通道建立后数据传输状态的检测机制；研究多线程并发机制对多用户的应用需求提供支持，同时，为了方便高性能计算化学用户，实现同步图形用户界面的实时响应。

关键词：分布式计算数据通信计算量子化学

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量子化学计算分子结构的可靠性的考察

量子化学计算分子结构的可靠性的考察

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作者：王富丽吉林大学

学位级别：硕士

计算量子化学在计算分子的其它性质之前首先要进行分子的几何优化,因为分子的结构决定着分子的性质,其准确性会直接影响所计算分子的其它性质和结论的可靠性。分子几何优化的计算已有大量的研究,分子几何构型优化的可靠性是一切精确计... 详细信息

计算量子化学在计算分子的其它性质之前首先要进行分子的几何优化,因为分子的结构决定着分子的性质,其准确性会直接影响所计算分子的其它性质和结论的可靠性。分子几何优化的计算已有大量的研究,分子几何构型优化的可靠性是一切精确计算的基本保证。本文使用较新较全面的数据对计算方法的可靠性进行系统的探讨。所有的计算都是在Gaussian03/09软件上完成的,使用从头算和密度泛函方法(共15个)及常用基组(共7个)互相组合得到的方法(共105个)对1353个分子进行几何优化,然后将计算结果与实验数据进行比较,结果发现有305个分子的计算是有问题的。所有HFS方法的计算都不成功,而最不成功的方法是HFS/aug-cc-pVDZ,其键长的平均绝对偏差已达到0.050A。部分B3P86、B3PW91、M06、mPW2PLYPD、HF、MP2及MP2(Full)等方法的计算结果则比较理想些。在以后的计算中我们应尽量避免使用HFS方法。第一章简单介绍了计算量子化学和高斯程序;第二章列出系统的计算结果并对结果进行讨论;第三章为本研究的结论。

关键词：计算量子化学从头算密度泛函理论结构优化可靠性

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硅酸盐的能量分割与Si—Obr及Si—Oter键的量子化学研究

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硅酸盐学报 1988年第2期 138-144页

作者：高孝恢刘洪霖陈念贻中南工业大学化学系中国科学院上海冶金研究所

本文报道两个方面的研究结果:（1）当用量子化学研究硅酸盐时,硅酸与硅氧烷都可以作为计算的分子模型。用这两种模型讨论硅酸盐的特征光谱、成键机制及某些化学性质,都能得到与实验相近的结果。（2）体系的总能量E可以向结构单元分割,... 详细信息

本文报道两个方面的研究结果:（1）当用量子化学研究硅酸盐时,硅酸与硅氧烷都可以作为计算的分子模型。用这两种模型讨论硅酸盐的特征光谱、成键机制及某些化学性质,都能得到与实验相近的结果。（2）体系的总能量E可以向结构单元分割,得到关系式:E=E+sum from t=1 to n-1(ΔE),其中E为端基的总能量,ΔE为结构单元的总能量。如果将E向键合双中心分割:E=sum from i (∈(（A-B）)),则可得组成分子各化学键的相对能量,从而得到Si—O与Si—O键的强度,用它能较好地解释硅酸盐的一些性质。

关键词：硅酸盐体系化学键分子结构 ter br 结构单元计算量子化学总能量分子 Si

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科星陨落之量子化学巨擘——约翰·波普

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国外科技动态 2004年第5期 38-39页

2004年3月15日，约翰·渡普爵士逝世，享年78年。在计算量力化学领域中所做出的杰出贡献而获得1998年度的诺贝尔化学奖。波普开创了在计算机上开展化学研究的先河，使这一研究方式成为传统实验室化学的补充，从而使化学研究的方式... 详细信息

2004年3月15日，约翰·渡普爵士逝世，享年78年。在计算量力化学领域中所做出的杰出贡献而获得1998年度的诺贝尔化学奖。波普开创了在计算机上开展化学研究的先河，使这一研究方式成为传统实验室化学的补充，从而使化学研究的方式得到了革命化的发展。计算量子化学之所以能在化学界得到普及主要应归功于波普。过去的50年里，他在这一领域中一直处于主导地位。

关键词：量子化学约翰·波普 1998年度诺贝尔化学奖化学研究计算量子化学

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复合热稳定剂对绝缘纸协同抗老化效应的分子模拟研究

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电工技术学报 2015年第10期30卷 330-337页

作者：廖瑞金吴伟强聂仕军刘团吕程张书琦重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 长沙供电公司长沙410000 中国电力科学研究院北京100192

为了从微观层面探究热稳定剂的复合添加对绝缘纸协同抗热老化特性的影响机理,以双氰胺、三聚氰胺为热稳定剂研究对象,对老化过程中的热稳定剂、β-D-吡喃葡萄糖分子、水分子和小分子酸等进行了量子化学计算,利用前线轨道理论考察了不同... 详细信息

为了从微观层面探究热稳定剂的复合添加对绝缘纸协同抗热老化特性的影响机理,以双氰胺、三聚氰胺为热稳定剂研究对象,对老化过程中的热稳定剂、β-D-吡喃葡萄糖分子、水分子和小分子酸等进行了量子化学计算,利用前线轨道理论考察了不同分子之间的化学反应活性。此外,采用分子动力学模拟软件,搭建了末添加、单一添加和复合添加热稳定剂的四种纤维素含水含酸模型,从纤维素与水分子、蚁酸分子的氢键结合数、相互作用能这两个方面考察了不同改性体系的差异及抗老化性能差异的机理。结果表明:热稳定剂分子与水分子、小分子酸的化学反应活性要强于β-D-吡喃葡萄糖分子与这些物质的反应活性;两种热稳定剂分子分别与水分子、小分子酸的反应活性存在差异,复合添加可以集中二者的优势,起到协同延缓绝缘纸老化的效果;双氰胺与三聚氰胺的复合添加在降低纤维素分子对水分子、蚁酸分子的吸附能力上存在协同作用。

关键词：绝缘纸热稳定剂抗老化协同效应计算量子化学分子动力学

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复合胺类化合物对油纸系统中绝缘纸热老化特性的影响

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高电压技术 2015年第6期41卷 1891-1897页

作者：廖瑞金吴伟强张福州聂仕军刘团李萧重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室杭州供电公司四川电力科学研究院长沙供电公司

为研究复合胺类化合物作为热稳定剂添加到绝缘纸中对油纸绝缘系统热老化特性的影响,以双氰胺、三聚氰胺、尿素和聚丙烯酰胺为添加剂,在实验室条件下制备并挑选出3种最佳添加组合的改性绝缘纸样品,同空白绝缘纸样品一起分别与变压器油组... 详细信息

为研究复合胺类化合物作为热稳定剂添加到绝缘纸中对油纸绝缘系统热老化特性的影响,以双氰胺、三聚氰胺、尿素和聚丙烯酰胺为添加剂,在实验室条件下制备并挑选出3种最佳添加组合的改性绝缘纸样品,同空白绝缘纸样品一起分别与变压器油组成4种油纸绝缘试品,在110℃下进行热老化试验。定期取样测量了绝缘纸的聚合度、击穿电压和水分。最后利用计算量子化学从微观层面研究了复合胺类化合物的抗老化机理。结果表明:"双氰胺+三聚氰胺+聚丙烯酰胺"的组合对应的绝缘纸在老化过程中聚合度的下降速率和水分含量最低;4种绝缘纸的击穿场强无明显差异;较于β-D-吡喃葡萄糖分子,水分子、小分子酸将优先与胺类化合物分子发生化学反应;各种胺类化合物与水分子、小分子酸的反应难易程度不一致,复合添加时,可以集中不同胺类化合物的优势,得到最佳的抗老化效果。

关键词：绝缘纸复合胺类化合物抗老化聚合度水分计算量子化学反应活性

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分子模拟在化工应用中的若干问题及思考

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化工学报 2004年第8期55卷 1213-1223页

作者：朱宇陆小华丁皓王俊王延儒时钧南京工业大学化学化工学院江苏南京210009

随着高技术学科的飞速进步,化工学科在多年来已形成的理论和实验研究之外,又产生了一种完全独立而新颖的研究手段--分子模拟.目前化学工业受关注的新技术涉及聚合物、电解质等复杂物质,临界、超临界等复杂状态,界面、膜、溶液等复杂现象... 详细信息

随着高技术学科的飞速进步,化工学科在多年来已形成的理论和实验研究之外,又产生了一种完全独立而新颖的研究手段--分子模拟.目前化学工业受关注的新技术涉及聚合物、电解质等复杂物质,临界、超临界等复杂状态,界面、膜、溶液等复杂现象.实现化学工业从产品到过程设计完全自动化,在这些方面除了准确的物性数据外,更要对各种复杂现象的机理有深刻了解.分子模拟被认为是实现这一目标的关键技术之一.本文以分子动力学为主,结合计算量子化学,对分子模拟在化工应用中的若干问题进行讨论.

关键词：分子动力学分子模拟计算量子化学化学工程

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一些新型二维功能材料的第一性原理研究

一些新型二维功能材料的第一性原理研究

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作者：张瑞奇中国科学技术大学

学位级别：博士

近年来,得益于计算机技术的进步和方法的发展,计算物理化学得到了迅速发展,使得第一性原理计算在凝聚态物理,量子化学,和材料预测的研究中发挥越来越大的作用。不断的有一些新的分支在出现,如计算材料学,就是通过计算模拟的方法来预测... 详细信息

近年来,得益于计算机技术的进步和方法的发展,计算物理化学得到了迅速发展,使得第一性原理计算在凝聚态物理,量子化学,和材料预测的研究中发挥越来越大的作用。不断的有一些新的分支在出现,如计算材料学,就是通过计算模拟的方法来预测材料的性质、理解材料设计的机理。对于实验学家来说,设计和调控材料的性质是一个不断尝试不断修正的艰巨任务,在这一过程中,需要投入大量的时间和精力,而且不可避免的会导致实验资源的浪费。但通过计算模拟的角度先提前预测性能优良的材料,这对材料的设计起到指导作用和节省大量的人力物力。近几年来,随着石墨烯在实验上的成功剥离,由于石墨烯优良的性质,如它的超高迁移率,优异的力学,光学,电性能,从而引起了人们广泛的兴趣。随着技术的进步,其它新型的二维材料也在不断的制备和预测出来,不断的扩充二维家族的成员,但是目前实验上制备和设计新的二维材料都是比较费力费时的,所以我们通过第一性原理来设计和研究新型的二维功能材料的性质,将对实验上的合成起到指导和促进的作用。\n 本文主要关注点是利用第一性原理计算研究新型二维功能材料的性质。第一章我们简单介绍了计算量子化学的理论基础。密度泛函理论的基本框架、近年来的理论发展和常用的泛函的发展。本章最后我们简单介绍了一下我们常用的第一性原理计算软件包。\n 第二章我们简单回顾了一下近年来二维材料的发展状况。首先我们简单介绍了一下石墨烯的制备历史,是石墨烯的出现为人们打开了研究二维材料的大门。然后我们重点介绍了一下石墨烯的一些诱人的性质以及对石墨烯能带调控的手段。在本章的第二部分我们简单介绍了一下最近研究比较火的明星二维材料磷烯。由于磷烯有着比较合适的带隙和比较独特的各向异性,人们很快发现了磷烯很多奇特的性质。本章的最后一部分我们简单介绍了一下二维异质结,随着二维材料家族成员的不断增多,人们的研究目光不在局限于单一的二维材料,而开始研究二维材料异质结的性质,人们在这种由范德华力结合在一起的二维异质结中发现了很多奇特的现象,随之人们也对二维材料的异质结研究表现出了极大的兴趣。这些在二维材料或者二维材料异质结中发现的奇特现象,都为本人博士期间所做的工作起到了很大的启发作用。\n 第三章我们应用第一原理计算研究了有机分子对单层黑磷的电子结构的调控、磷烯的本征点缺陷对磷烯作为锂离子电池的电极材料的影响和磷烯同素异形体在光解水催化剂上的应用。本章第一部分我们主要探究了有机分子对磷烯的能带结构的调控,实验证明磷烯是一个本征的p型半导体,为了探究一下如何对磷烯实现有效的p或n型掺杂,我们选取了两种比较典型的有机分子,一种是亲电子的分子tetracyano-p-quinodimethane(TCNQ),另一种是亲核分子1,4,5,8-tetrathianaphthalene(TTN),通过计算表明有机分子TCNQ可以实现有效的p型掺杂,而对于TTN分子来说,不能实现有效的n型掺杂,但如果借助于外界电场和力学方法的调控可以实现对磷烯有效的n型掺杂。从而我们的工作对于设计基于磷烯的电子器件提出了一些思路,拓宽了磷烯在纳米电子和光学器件上的应用。第二部分我们主要关注了磷烯的缺陷对磷烯作为锂离子电池负极材料的影响,明星二维材料磷烯在实验上合成出来,便引起了人们的广泛关注。其中理论组预测出磷烯在锂电的应用上有着得天独厚的优势,它的各向异性,导致锂原子原子可以在磷烯表面上可以超快的定向传播,不久之后实验组也验证了这一观点。但是对于磷烯而言,在实验室的制备上的过程中很容易出现缺陷,因此我们探究了缺陷对其在锂电的应用的影响,我们发现缺陷的出现会阻碍锂原子的定向传播。对于磷烯在锂电上的应用,制备出无缺陷的磷烯是非常重要的。本章的第三部分我们探究了一下磷烯的同素异构体在光解水上的应用。虽然磷烯有着合适的带隙,但其价带顶的位置不适合光解水,需要其它外界条件调控才行。因此探究磷烯的其它同素异形体在光解水上的应用显的比较重要。我们注意到二维材料经常存在一种Haeckelites结构,因此我们通过第一性原理计算研究了磷烯的Haeckelites结构在光解水上的潜在应用。我们计算表明磷烯的这些Haeckelites结构在动力学和热力学上都是稳定的,除此之外,它们合适的能级位置,较强的光吸收,都证明了它们在光解水的应用上有着潜在的价值。\n 第四章我们研究了多孔的层状C2N的电子结构,我们发现多层C2N的电子能隙随着层数和堆积方式有着明显的变化,并且层数越多带隙越小,但它们都是直接带隙的半导体。除此之外,当我们用外加电场去调控不同层数的C2N的电子结构的时候,我们发现随着电场的增加,多层C2N发生了半导体到金属的转变,此现象可以归因于巨大的斯塔克效应。由于它的带隙可以在比较大的范围调控,层状C2N在纳米电子和光学器件上将有

关键词：二维功能材料计算量子化学第一性原理密度泛函

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纤维素热裂解机理的理论和实验研究

纤维素热裂解机理的理论和实验研究

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作者：耿中峰天津大学

学位级别：博士

为了应对全球的气候恶化和资源危机,各国研究者都在探索环境友好的可再生能源的利用。生物质是唯一可以提供固定碳的可再生能源,受到了众多研究者的青睐。生物质热化学法利用过程中存在着利用率低和能量效率低等问题,有必要展开其热解... 详细信息

为了应对全球的气候恶化和资源危机,各国研究者都在探索环境友好的可再生能源的利用。生物质是唯一可以提供固定碳的可再生能源,受到了众多研究者的青睐。生物质热化学法利用过程中存在着利用率低和能量效率低等问题,有必要展开其热解机理的基础研究,从根本上找到解决问题的方法。本文采用基于密度泛函理论(DFT)的计算量子化学方法,以纤维三糖作为模型分子考察了纤维素热解初期可能发生的反应,包括糖苷键断裂的反应、吡喃环上羟基的消去反应和吡喃环开环的反应。进一步对纤维素热解主要产物脱水葡萄糖、5-羟甲基糠醛、丙酮醇、乙醇醛、CO和CO_等的生成机理进行了模拟研究。在理论计算的基础上,采用原位FT-IR和TG-MS等实验技术对纤维素的热解过程进行了研究。对纤维素热解初期可能发生反应的DFT计算研究表明,糖苷键断裂比吡喃葡萄糖环开环容易发生;吡喃环上的羟基脱水时更容易以频哪醇重排方式进行;当吡喃葡萄糖环脱水后生成C=O或C=C键时,开环反应会变得相对容易。对纤维素热解主要产物生成机理的研究表明,生成1,6-脱水葡萄糖的反应活化能较低,这与在生成的脱水葡萄糖中1,6-脱水葡萄糖的含量较高的报道相一致;吡喃葡萄糖环上带有电荷时,重排为呋喃环过程容易进行,对5-羟甲基糠醛和糠醛的生成有利;吡喃环上含有C=C,C=O结构以及带有电荷均使乙醇醛的生成变得容易。采用原位FT-IR考察了纤维素在程序升温条件下热解残留物的结构变化,结果表明,纤维素热解时C=O键比C=C键更容易生成,证明了计算量子化学方法得到的频哪醇重排反应的活化能要比羟基与其邻位碳上氢原子直接结合生成水的活化能低的结论。在纤维素热解动力学研究中,采用等转化率方法到了纤维素热解反应表观活化能随着转化率变化的曲线,转化率在10%和90%之间的平均热解活化能为164.1 kJ/mol。进一步采用Malek方法确定了球形对称的相界面反应模型为能较好描述纤维热解反应的动力学模型函数,并确定了纤维素热解动力学方程的参数。通过对纤维素热解反应的模拟和实验研究,加深了对纤维素热解机理的认识,取得的结论具有较强的理论意义;得到的关于纤维素热解动力学和热解产物分布规律对指导实际生产具有一定的应用价值。

关键词：纤维素热解机理计算量子化学 DFT 原位FT-IR TG-MS

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