Публикации участников конференции

Англо-русскоязычный научный химический журнал
"БУТЛЕРОВСКИЕ СООБЩЕНИЯ"
Русский | English

Сведения о статье:

Шуткова С. А. , Доломатов М. Ю. , Инсафуддинов С. З. Квантово-химические исследования электронной, молекулярной и надмолекулярной структуры асфальтенов, формирующихся в процессах пиролиза

Данные о статье:
Название статьи:	Квантово-химические исследования электронной, молекулярной и надмолекулярной структуры асфальтенов, формирующихся в процессах пиролиза
Все авторы публикации в порядке следования:	Шуткова С. А. , Доломатов М. Ю. , Инсафуддинов С. З.
Аннотация:	Квантово-химическими методами исследована электронная, молекулярная и надмолекулярная структура модельных фрагментов асфальтенов, формирующихся в процессах пиролиза. На основе экспериментальных данных построены гипотетические усредненные структуры молекул асфальтенов с молекулярными массами 634-1295 а.е.м. Молекулярные структуры состоят их нафтеноароматического ядра, окруженного боковыми заместителями. Методом DFT/B3LYP с базисным набором 6-31+G* с использованием программного пакета GAUSSIAN исследована электронная и молекулярная структуры модельных молекул асфальтенов пиро-лиза. Расчет наноагрегатов, образованных молекулами асфальтенов, был проведен методом молекулярной механики ММ+ с полной оптимизацией геометрии. Квантово-химические расчеты электронной структуры модельных молекул асфальтенов свидетельствуют о том, что первый вертикальный потенциал ионизации находится в интервале от 6.32 до 6.75 эВ, сродство к электрону – от 1.26 до 1.44 эВ. Выполнена оценка для свободно-радикальных фрагментов асфальтенов потенциалов ионизации (4.89-5.22 эВ) сродства к электрону (1.94-2.02 эВ). Расчетные данные потенциалов ионизации и сродства к электрону хорошо согласуются с данными электронной спектроскопии. Определена ширина запрещенной зоны: для молекулярных фрагментов 4.90-5.49 эВ, для свободно-радикальных – 2.94-3.20 эВ. Полученные результаты дают основание предполагать, что молекулярные фрагменты асфальтенов являются диэлектриками, а свободно-радикальные – широкополосными аморфными полупроводниками. Рассчитаны дипольные моменты асфальтенов (от 2.083 до 4.175 D). Методом молекулярной механики исследована структура асфальтенов. Исследования подтвердили непланарную структуру модельных фрагментов, которые имеют неправильную “ломаную” структуру относительно плоскости бензольных колец. Исследована надмолекулярная структура асфальтенов. Определены значения структурных характеристик наноагрегатов, состоящих из 2-10 молекулярных фрагментов. Рассчитанные значения высоты (0.47-3.94 нм) и диаметра (1.55-3.94 нм) наночастиц асфальтенов соответствуют экспериментальным данным, полученными методом атомной силовой микроскопии. Среднее расстояние между виртуальными плоскостями нафтеноароматических фрагментов молекул составляет около 3.7 Å.
ROI:	jbc-01/23-73-3-37
DOI:	10.37952/jbc-01/23-73-3-37
Ключевые слова:	асфальтены, пиролиз, наноагрегаты, метод DFT/B3LYP с базисным набором 6-31+G*, метод молекулярной механики, потенциал ионизации, сродство к электрону, ширина запрещенной зоны, широкополосные аморфные полупроводники
Общий форум статьи:	Смотреть форум
Шапка статьи в pdf:	Скачать [размер файла: 298кб.] Дата: 10.04.2023 10:12:19
Комментарий: