C n F 2n+1 COOH(n=1-9)激发态及CF 3 COOH光降解机理的理论研究

发布时间：2023-04-05 06:14

　　近年来,阳光或人工光源辐射已成为降解各种有机污染物的有效手段,而其光降解机理与激发态的性质息息相关。含时密度泛函理论(TDDFT)经过近三十年的发展与完善,已成为当前研究中等分子乃至大分子激发态性质的最有效方法。一方面,通过对激发态的研究可以预测和深入了解有机污染物的各种光化学行为,这对于发展污染物光化学处理方法具有启迪意义,另一方面,弄清楚反应过程中的活性中间体(如自由基等)所发生的各种反应也有助于更好地分析污染物的光化学转化途径。本论文的研究工作共分三个部分：作为全氟羧酸同系物碳链最短的化合物,三氟乙酸主要来源于对流层中氟利昂替代物的降解,在其光解实验研究的基础上,运用密度泛函理论讨论了其在最低三重势能面上各种可能的光降解途径,阐明了每条反应途径的微观机理,期望为发展有效的光降解方法提供一定的理论依据;以CnF2n+1COOH(n=1-9)为研究对象,分别运用DFT方法和TDDFT方法对它们的低占据激发态进行了计算,并在此基础上探讨了它们的光解离反应：最后,基于三氟乙酸光解所产生的HOCO自由基的重要性,对HOCO自由基的自身相互反应进行了全面的计算和讨论,从而弥补了HOCO自由基...

【文章页数】：104 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
前言
第一章 绪论
    1.1 光化学基础
    1.2 全氟羧酸简介
        1.2.1 PFOA的激发态与光解离
        1.2.2 TFA的降解
        1.2.3 HOCO自由基的反应
    1.3 本论文的研究内容及意义
第二章 基本理论和计算方法
    2.1 Hartree-Fock理论模型
    2.2 密度泛函理论(Density functional theory,DFT)简介
    2.3 SCF计算结果的分析
    2.4 内禀反应坐标与势能面、平衡几何构型间的关系
第三章 三氟乙酸光解反应机理的密度泛函理论研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 全氟乙酸几何构型
        3.3.2 三氟乙酸的吸收光谱
        3.3.3 三氟乙酸的光降解
    3.4 结论
第四章 C_nF_2n+1COOH(n=1-9)激发态的密度泛函理论研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 激发态结构及光解反应
        4.3.2 吸收光谱及前线分子轨道组成
    4.4 结论
第五章 HOCO与HOCO自由基反应机理的密度泛函理论研究
    5.1 引言
    5.2 计算方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 碳碳偶合中间体的异构
        5.3.2. 碳氧偶合中间体的异构
        5.3.3 不同产物的生成
    5.4 结论
第六章 总结与展望
    6.1 三氟乙酸在三重态势能面上的光降解机理研究
    6.2 C_nF_2n+1COOH(n=1-9)激发态的理论研究
    6.3 HOCO自由基自身相互反应的理论研究
    6.4 本论文工作的创新点
    6.5 工作展望
参考文献
致谢
个人簡历
发表的学术论文



本文编号：3782892