柴油中烷烃生成焓和前线轨道能的理论研究
2012-08-15曾秀琳李敏居学海
淮南师范学院学报 2012年5期
曾秀琳,李敏,居学海
(1.淮南师范学院 化学与化工系,安徽 淮南 232001;2.南京理工大学 化学系,江苏 南京 210094)
为了使柴油在燃烧时表现为抗爆性能好,一般会在柴油中增加易氧化的或是自燃点低的正构烷烃的含量,从而降低不易氧化、自燃点高的异构烷烃以及芳烃在柴油中的含量[1,2]。在石油化工中,评价危险性化合物的爆炸性和安全性的一项重要参数就是生成焓。当然生成焓也是热化学的一项重要的研究内容[3,4]。对于稳定化合物,其实验生成焓可通过查表及各种手册获得;但对危险性化合物,用实验方法来测定这些物质的生成焓是困难的,有时还带有很大的危险性。故借助各种理论方法对物质生成焓加以计算或预估便成为热门课题[5,6]。分子轨道 (MO)方法现已被广泛使用。运用高水平的Ab initio MO 方法(如 QCISD(T)、Gn和 MPn等)基于求精确的总能量而计算生成焓,所耗机时极大,对系列较大分子难以实现。现在,可处理电子相关问题的密度泛函理论 (DFT),尤其是其中B3LYP方法不仅能计算出可靠的几何构型和能量,而且对计算机的资源要求不高,故成为当前预测和计算化合物结构和生成焓的常用方法。比较计算值与实验值可以得知,B3LYP方法结合6-31+G**基组在计算有机物的生成焓方面具有相对较好的准确度[7]。本文使用B3LYP/6-31+G**方法计算了柴油中烷烃生成焓并准确地预测出含碳原子数较高的直链烷烃的生成焓。同时研究了柴油中烷烃前线轨道能(最低空轨道能ELUMO和最高占有轨道能EHOMO)及其差值(ΔE=ELUMO-EHOMO)。……
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