碳納米管CNT(5,5)內(nèi)環(huán)氧乙烷的陰離子聚合機理

【摘要】：采用B3LYP/6-311++G**和onIOM(B3LYP/6-311++G**:UFF)方法分別對環(huán)氧乙烷非受限狀態(tài)以及在單壁碳納米管CNT(5,5)內(nèi)的陰離子聚合反應(yīng)進行計算。結(jié)果表明,環(huán)氧乙烷與其親核試劑(OH-)進攻產(chǎn)物形成的復(fù)合物進入CNT(5,5)碳納米管內(nèi)是一個放熱過程,說明反應(yīng)復(fù)合物進入CNT(5,5)形成包結(jié)物在能量上是有利的。由于碳納米管的限制作用,環(huán)氧乙烷陰離子聚合的反應(yīng)物、過渡態(tài)以及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與非受限狀體下有所不同,在碳納米管內(nèi)的反應(yīng)過程中分子構(gòu)型會發(fā)生一定的扭轉(zhuǎn),以適應(yīng)碳納米管內(nèi)的空間限制。與非受限狀相比,環(huán)氧乙烷陰離子聚合反應(yīng)的活化能壘增加了13.2 kcal/mol,表明碳納米管CNT(5,5)對環(huán)氧乙烷陰離子聚合反應(yīng)起到一定的抑制作用。 【作者單位】： 武漢紡織大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 碳納米管 環(huán)氧乙烷 受限作用 陰離子聚合
【基金】：湖北省教育廳科學(xué)研究計劃項目資助(Z20101601)
【分類號】：TB383.1
【正文快照】： 納米管(carbon nanotube,CNT)是1991年被發(fā)現(xiàn)的一種具有準一維管狀結(jié)構(gòu)的納米材料[1],其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)以及廣泛的應(yīng)用前景使其成為納米科技領(lǐng)域的一個研究熱點[2~5]。碳納米管的空腔是真正意義上的微納米反應(yīng)器,可以改變處于其內(nèi)部的分子性質(zhì)和化學(xué)活性。理論計算表明[

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