刘慧敏开题报告.docVIP

赤峰学院本科毕业论文（设计）开题报告 题 目 卤素离子与水和二氧化碳分子相互作用的量子化学研究 学生姓名 刘慧敏 学 号 09151310115 所在院部 化学化工学院 专业、班级 化学 指导教师 罗冬梅 开题时间 2013.4.8 选题依据意义碳氢化合物燃料已经成为当今社会最为重要的能源物质。然而，碳氢化合物燃料的燃烧产生大量的CO2气体，导致温室效应的加剧。利用太阳能将CO2还原为烃类等有机物将给环境保护和能源利用带来很大的帮助。光催化水还原CO2 生成有机物如甲醇、甲醛、甲烷等对环境保护和能源的再利用都具有重要的意义，该反应体系中主要的目的产物是甲醇。 甲醇可主要用于生产甲基叔丁基醚、二甲醚、甲醛、醋酸、甲胺和汽油等，还可用作潜在的车用醇醚燃料和燃料电池的燃料、甲醇植物生长促进剂等。利用光能将二氧化碳和水转变为有机物的光催化过程能对目前能源问题与环境问题有所帮助，实现能源的可持续发展，更能实现不受绿色植物光合作用限制的光能利用。 当前光催化水还原CO2主要使用钛系催化剂，普遍的问题是目标产物产率低，选择性差，为提高光催化剂的活性和选择性，将新型光催化材料卤氧化铋引入该反应体系，本文研究了卤氧化铋引入该反应体系中，卤素离子对反应体系的影响及其与水和二氧化碳分子相互作用，为光催化剂的研发和筛选提供有效的数据和依据。本文利用高斯09软件包，采用量子化学从头计算法中的DFT算法, 在B3LYP水平上分别研究卤素离子与水和二氧化碳分子的相互作用（X-H2O，X-2H2O，X-3H2O，X-4H2O，X-CO2）得到几何结构优化参数、红外谱图、偶极矩及电荷分布数据，并在同一水平上计算能，并作相关数据的比较。用于研究光催化水还原二氧化碳制取甲醇的反应中卤素离子适合。 实现途径1）设计配合物模型：X-H2OX-2H2O；X-3H2O；X-4H2O；X-CO2 2）选择计算路径：B3LYP 3）寻找合适的基组：O、C、F、Cl和H选取6–311基组，Br和I选择LANL2DZ基组 ）编写运算作业 5）修改出现的问题 6）结果与数据整理，分析 7）统筹材料，撰写论文； 进展计划月日-月日 查阅中外文资料，找出相关理论设计实验；制定毕业论文（设计）提纲； 确定毕业论文（设计）实施提纲。 4月日-4月日 熟悉软件，进行物质几何结构优化运算。 4月2日-月日 整理数据,绘制图片、表格，撰写论文。 5月日-5月2日 修改论文，定稿。 5月2日-6月1日 论文，做PPT，准备答辩。［1］ S C R, Oomman K V, Maggie P, et al., Toward SolarFuels: Photocatalytic Conversion of Carbon Dioxide to Hydrocarbons［J］. American Chemical Society, 2010, 4 （3~4）: 1257–1278. ［2］ L S.H., Zhao Z.H., Wang Z.Z., Photocatalyticreduction of carbon dioxide using sol-gel derived titania-supported CoPc catalysts ［J］. Royal Society of Chemistry ,2007, 6（4?5）: 659–700. ［3］ 罗冬梅.光催化水还原CO2制取甲醇的量子化学研究．南昌大学博士论文 ［4］ 高斯应用指南 ［5］ Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Montgomery J. A., Jr., Vreven T., Kudin K. N., Burant J. C., Millam J. M., Iyengar S. S., Tomasi J., Barone V., Mennucci B., Cossi M., Scalmani G., Rega N., Petersson G. A., Nakatsuji H., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Klene M., Li X., J. E., Hratchian H. P., Cross J. B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratman