مجله شیمی فیزیک و شیمی نظری
سال:1391 | دوره:9 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

با به کارگرفتن روش های نظریه تابعیت دانسیته - وابسته به زمان (TD-DFT)، پیکربندی برهمکنش یک تایی (CIS) و فروگذاری متوسط همپوشانی دیفرانسیلی زرنر (ZINDO)، طیف مرئی - فرابنفش یک حلقه زایی درون مولکولی جدید را، قبل و بعد از حمله درون مولکولی مطالعه شده است. تمام ساختارها در سطح B3LYP/6-311++G** بهینه شد، اما برای پارامترهای طیف مرئی - فرابنفش، محاسبات با سری های پایه گوناگون: ،6-31+G* ،6-31++G**  و  6-31G*انجام شد. با روش های TD-DFT و CIS در تمام ترکیبات در حضور استخلاف های دهنده، مقادیر lmax بزرگتر می شوند، در حالی که با حضور استخلاف های کشنده، این مقادیر کوچکتر می شوند. از آنجایی که بین دو حلقه آروماتیک، دیگر گروه کربونیل وجود ندارد، در روش های TD-DFT و CIS بعد از حلقه زایی، شدت نوسانگر کم می شود، یعنی احتمال انتقال و شدت انتقال کاهش پیدا می کند. نمودارهای سطوح سه بعدی در روش های TD-DFT و CIS، تغییرات lmax و فواصل انرژی را در مقایسه با عدد موثر پارای هامت، به وضوح نشان می دهند. تمام محاسبات با استفاده از بسته نرم افزاری GAUSSIAN 09W انجام شده است.

انواع مختلفی از نیروهای غیر کووالانسی، از قبیل پیوند هیدروژنی، بر هم کنش های p-p و الکترواستاتیک زمینه مناسبی برای ایجاد شبکه های ابر مولکولی گسترده می باشند. چنین برهم کنش های غیر کووالانسی نقش کلیدی در تهیه ساختارهای مختلف برای خود تجمعی مولکولی دارند. در این تحقیق یک ترکیب انتقال پروتون جدید با فرمول(Hamp-6-pic) (Hpyzd) H2O  از واکنش پیرازین-3.2-دی کربوکسیلیک اسید (H2pyzd) و 2-آمینو-6-متیل پیریدین(amp-6-pic)  با نسبت مولی 1:1 سنتز شد. پیوندهای هیدروژنی گسترده O-H…O،N-H…N  و O-H…N بین کاتیون  ٬(Hamp-6-pic)+آنیون(Hpyzd)-  و مولکول آب تبلور، جاذبه های یونی و برهم کنش های p-p باعث تشکیل شبکه 3 بعدی در بلور شده است.

بررسی حذف یون های سرب (II) و کادمیم (II) از پساب با استفاده از پارا ترشری بوتیل کلیکس [4] آرن با استفاده از متغیرهای pH اولیه، غلظت اولیه، مقدار جاذب، زمان تماس و دما صورت گرفته است. جذب بیشینه در pH برابر با 6 رخ داده است. جاذب مذکور دارای بالاترین کارایی برای جذب سرب (II) و کادمیم (II) می باشد و در 10 دقیقه به حالت تعدال می رسد. سنتیک جذب سطحی با استفاده از مدل های نوع اول، شبه نوع اول و دوم، مدل الوویچ و مدل نفوذی درون ذره ای بررسی می گردد. نتایج حاصل نشان می دهد که مدل سنتیک شبه نوع دوم بیشترین همبستگی را با مقدار های آزمایشی دارد.

هدف از این کار پ‍‍‍ژوهشی طراحی یک کلاستر جدید (B6C4Si) به عنوان حامل دارو جهت حمل آنتی بیوتیک ها است. جهت مطالعه برهمکنش بین پنی سیلین و کلاستر B6C4Si از روش DFT و تابع پایه 6-311G** استفاد شد. پارامترهای اتصال، سطوح انرژی HOMO، LUMO و شکاف HOMO-LUMO برای ساختار B6C4Si/Penicillin محاسبه شدند. نتایج نشان می دهد که شکاف انرژی HOMO-LUMO برای B6C4Si (0.13351) با اتصال پنی سیلین کاهش می یابد. مقادیر منفی DHb, DEb و DGb نشان می دهد که ساختار B6C4Si/Penicillin از نظر ترمودینامیکی پایدار است. به کمک مطالعه پارامترهای پوشیدگی NMR مشخص می شود که پنی سیلین در ناحیه بارهای مثبت اتصال قوی با B6C4Si برقرار نموده و در ناحیه بارهای منفی اتصال ضعیف می شود بنابراین می توان با اعمال میدان مثبت اتصال پنی سیلین به B6C4Si و با اعمال میدان منفی رهاسازی پنی سیلین را تسهیل نمود.

به منظور بررسی برهم کنش الکترومغناطیسی مولکولهای در داخل نانولوله، در ابتدا ساختار نانولوله B16N16 با تابع مرکب سه پارامتری B3LYP با استفاده از مجموعه پایه EPR-II بهینه شده است، سپس Cu, Cu+, Cu++ در نانولوله قرار داده شده است و برای سیستم هایΒ16N16-X (X=Cu, Cu+, Cu++)  ما خواصی مانند انرژی کل، انرژی شکاف نوار، پتانسیل الکتریکی و تغییرات انرژی شکاف برحسب انرژی کل و اندازه حرکت دوقطبی مورد مطالعه قرار دادیم. همچنین برای بررسی کردن خواص الکترومغناطیسی برهم کنش ملکولی داخل نانولوله، ما خواص رزونانس مغناطیسی هسته(NMR)  و پارامترهای پوششی را در بین نانولوله ها مطالعه کردیم.

در این تحقیق، رنگزای مالاشیت سبز با استفاده از پلی آنیلین پوشش داده شده بر روی خاک اره (Pan/SD)، از پساب حذف شده است. پس از پوشش آنیلین بر روی خاک اره، با استفاده از آمونیوم پر سولفات (NH4)2S2O8، اکسیداسیون آن بر سطح خاک اره انجام شد. تاثیر تعدادی از پارامترهای مهم مانند pH، غلظت اولیه، مقدار جاذب، زمان تماس و دمای جذب مالاشیت سبز، مورد بررسی قرار گرفت. جذب درpH های خنثی (8-6) بهتر انجام می شود. pH در ظرفیت جذب تاثیر مستقیم داشته و با تغییر آن فرایند جذب دستخوش تغییرات اساسی می شود. مطالعات جذب با استفاده از ایزوترم های لانگ مویر و فروندلیچ انجام گرفت. با افزایش مقدار جاذب مقدار جذب افزایش یافته و بهترین زمان تماس برای جذب 40 دقیقه بدست آمد. سایر پارامترها مورد ارزیابی قرار گرفت.

در این کار پژوهشی خواص شیمیایی کلاسترهای B6C4Si و C16 متصل به ویتامین C توسط نظریه تابعی چگالی مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای NMR و شکاف انرژی HOMO و LUMO توسط روش B3LYP و تابع پایه6-311G*  محاسبه شدند. نتایج حاصل از محاسبه شکاف انرژی HOMO و LUMO برای ویتامین C نشان می دهد که شکاف انرژی HOMO و LUMO پس از اتصال ویتامین C به هر دو کلاسترB6C4Si  و C16 کاهش می یابد و این کاهش انرژی سبب می شود که ویتامین C بهتر بتواند به عنوان یک آنتی اکسیدان عمل نماید.نتایج حاصل از محاسبات NMR نشان می هد که که ویتامین C در میدان های منفی می تواند اتصال محکمتری با کلاستر B6C4Si برقرار نماید. بنابراین با اعمال میدان منفی می توان به اتصال ویتامین C به B6C4Si کمک نمود و اعمال میدان مثبت می تواند سبب رهایی ویتامین C از کلاستر B6C4Si گردد. نتایج NMR برای کلاستر C16 کاملا متفاوت می باشد.

از محاسبات تابعی چگالی برای دستیابی به پایدارترین ژئومتری ها و انرژیهای بر هم کنش بین ملکول هیدروژن و نانو ساختارهای فولرنی C20 (cage), C20 (bowl), C19Si (bowl, penta), C19Si (bowl, hexa) استفاده شده است.ملکول هیدروژن در فاصله 3 آنگستروم بطور عمودی از سطح نانوساختار در موقعیتهای پنتاگونال و هگزاگونال در نظر گرفته می شود. با مقایسه گپ انرژیها، پتانسیل شیمیایی، سختی و نتایجی از آنالیز نظریه کوانتومی اتم در مولکو(QTAIM)  استخلاف اتم سیلیسیم در موقعیت hexa two- FOLD در ساختار C20 (bowl) برای جذب هیدروژن مناسبتر است.

مطالعه حاضر به بررسی پتانسیل نانولوله کربنی تک لایه ساده و عامل دارشده با گروه کربوکسیلیک اسید به عنوان جاذب رای حذف رنگ بازیک 46 از آب های آلوده توسط سیستم پیوسته پرداخته است. پارامتر های کلیدی از جمله اثرات pH، قدرت یونی و زمان بر روی حذف رنگ مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که نانولوله کربنی تک لایه ساده و عامل دار شده با گروه کربوکسیلیک اسید، جاذب های ایده آلی برای حذف رنگ بازیک - 46 می باشد. همینطور نتایج نشان داد که افزایش زمان تماس،pH و قدرت یونی موجب افزایش حذف این رنگ می شود. جذب سطحی سنتیکی با استفاده از معادلات نوع اول، شبه نوع اول، شبه نوع دوم، مدل الوویچ و نفوذی درون ذره ای مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که مدل سنتیک شبه نوع دوم بیشترین همبستگی را با مقدارهای آزمایشی دارد.