硝基甲烷在石墨烯表面初始反應(yīng)機(jī)理的理論研究

【摘要】：為了考察石墨烯對(duì)硝基甲烷(NM)反應(yīng)機(jī)理的影響,采用onIOM(our Own N-layer Integrated molecular Orbital and molecular Mechanics)方法研究了硝基甲烷在石墨烯表面的三種初始反應(yīng),包括NM-亞硝酸甲酯(MN)重排反應(yīng)、氫遷移重排反應(yīng)及C—N鍵均裂反應(yīng)。結(jié)果表明,石墨烯表面影響了NM初始反應(yīng)過渡態(tài)、反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及能量。與孤立NM相比,NM在石墨烯表面的三種初始反應(yīng)活化能依次降低了13.4 k J·mol-1、增加了3.8 k J·mol-1和5.4 k J·mol-1,活化能的順序由C—N鍵均裂反應(yīng)氫遷移重排反應(yīng)NM-MN重排反應(yīng)變?yōu)镹M-MN重排反應(yīng)C—N鍵均裂反應(yīng)氫遷移重排反應(yīng)。由于石墨烯的平面結(jié)構(gòu),導(dǎo)致反應(yīng)過渡態(tài)與反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)傾向于形成平面結(jié)構(gòu)或重疊式構(gòu)型,從而能夠最大程度地與石墨烯相互作用。 【作者單位】： 西安近代化學(xué)研究所;
【關(guān)鍵詞】： 勢(shì)能面 活化能 反應(yīng)過渡態(tài) ONIOM方法
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助(21403162)
【分類號(hào)】：O621.25
【正文快照】： 1引言基于碳納米材料摻雜的復(fù)合含能材料能夠改善傳統(tǒng)含能材料的某些性能,如在HM X中添加C60、石墨烯(Graphene,GRA)氧化物等碳納米材料能夠有效降低HM X的感度,并增加了熱解反應(yīng)的活化能,從而提高了熱分解穩(wěn)定性[1-2]。理論計(jì)算[3-4]預(yù)測(cè)通過碳納米管封裝新型高能量密度物質(zhì)N

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