1 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 皖南医学院弋矶山医院, 安徽 芜湖 241001
4 Advanced Technology Core, Baylor College of Medicine, Houston, TX77030, USA
5 河南师范大学物理系, 河南 新乡 453007
哈龙1301(三氟溴甲烷)在太阳光辐射下解离生成破坏臭氧的溴自由基, 严重破坏大气臭氧层, 采用有效的措施对哈龙1301排放前进行降解很有必要。 利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311G++(d,p)水平上研究了外电场(0～0.03 a.u.)作用下哈龙1301分子的解离特性和光谱特征, 包括总能量, 键长, 电偶极矩, LUMO-HOMO能隙, 红外光谱以及解离势能面等。 计算结果表明, 在C—Br键连线Z方向上, 外电场从0逐渐增加到0.03 a.u.时, 分子体系能量逐渐减小, 偶极矩在刚开始表现为减小然后单调增大, HOMO-LUMO能隙EG呈现单调递减的趋势, C—Br键键长逐渐增大, C—F键键长逐渐减小。 外电场对CF3Br分子不同振动模式的红外光谱影响不同。 在外电场作用逐渐增强下, 解离特性表现为: CF3Br分子的C—Br键方向扫描得到的势能曲线的束缚状态逐渐被消除, 势垒逐渐变小最后消失。 计算发现强度为0.03 a.u.的外电场足够使得CF3Br分子发生C—Br键断裂而降解, 该结果为保护环境而对哈龙进行电场降解提供重要参考依据。
哈龙1301 降解 外电场 光谱 Halon-1301 DFT DFT Degradation External electric field spectra
1 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 皖南医学院弋矶山医院临床药学部, 安徽 芜湖 241001
4 河南师范大学物理系, 河南新乡 453007
为了研究外电场对氯甲烷分子光谱和解离特性的影响,采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)B3LYP方法在6-311++G(d,p)基组水平 上研究了不同外电场(－0.03～0.03 a.u.)对氯甲烷分子结构以及解离特性的影响,包括键长、分子能隙、红外光谱以及解离势能面等。 计算结果表明,随着Z方向(C-Cl连线方向)外电场从－0.03 a.u.逐渐增加到0.03 a.u., C-Cl键的键长逐渐增大而C-H键的键长几乎不变, 分子能隙EG先增大后减小,当外加电场等于0.01 a.u.时达到峰值。 C-Cl 伸缩(stretching, STR) 振动的频率是逐渐减小的, 而红外 光谱(infrared, IR)振动强度是逐渐增加的。 通过进一步计算研究发现, 随着外电场(0～0.03 a.u.)继续增强, CH3Cl分子的势能曲线逐渐降低, 解离能逐渐减小。 当外电场大约是0.04 a.u.时解离能最小,发生解离。 因此,可以通过改变外电场来控制CH3Cl分子的降解。
氯甲烷 外电场 解离 红外光谱 分子能隙 chloromethane external electronic field dissociation IR spectra molecular energy gap 大气与环境光学学报
2017, 12(3): 195
