第1个回答 2016-02-16
采用组合的量子化学ONIOM(B3LYP/6-311++G~ (**):UFF)方法,研究了不同直径的扶手椅型(CNT(5,5)、CNT(6,6)、CNT(8,8))和锯齿型(CNT(9,0)、 CNT(10,0)、CNT(11,0))单壁碳纳米管(CNTs)的限制作用对硝基甲烷分子结构和热解反应的影响.分子结构分析表明,与单体硝基甲烷相 比,受限于直径较小的CNT(5,5)和CNT(9,0)碳纳米管内的硝基甲烷构型发生扭转,C对称性消失,C-N键长略微缩短;而受限于 CBT(6,6)、CNT(8,8)、CNT(10,0)和CNT(11,0)内的硝基甲烷结构变化不明显.热解势能面计算发现,与硝基甲烷单体的热解是 一个无过渡态的解离过程明显不同:硝基甲烷在CNT(5,5)和CNT(9,0)碳纳米管内沿C-N键的解离经历过渡态结构,所需克服的活化能比单体的解 离能分别下降了约71和158 kJ·mol~(-1);在CNT(6,6)和CNI、(10,0)碳纳米管内,硝基甲烷的热解活化能略有下降;而在直径较大的CNT(8,8)和 CNT(11,0)碳纳米管内,热解活化能基本不变.研究结果表明,直径小的碳纳米管的限制作用对硝基甲烷热解活化能影响显著,碳纳米管的手性对硝基甲烷 热解反应影响不明显.