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化学反应机理的计算模拟方法化学反应机理的计算模拟方法在现代化学研究中起着至关重要的作用。
通过计算模拟方法，研究人员可以深入了解化学反应中物质的转化过程和反应机理，以及研究反应速率、平衡常数和能量变化等关键参数。
本文章将详细介绍三种常见的化学反应机理计算模拟方法，包括量子力学方法、分子力场方法和轨道理论方法。
1. 量子力学方法：量子力学方法是一种基于量子力学原理的计算模拟方法，可以用于研究小分子和分子间相互作用。
其中，最常用的方法是密度泛函理论（DFT），它通过求解电子的波函数来计算能量和分子性质。
DFT方法可以准确地预测反应的能垒、中间体、过渡态和反应物与产物的力学和热力学性质。
此外，还有耦合簇方法（CC）、多配置自洽场（MCSCF）和多体微扰理论（MP2）等方法，它们可以考虑电子相关性，提高计算精度。
2. 分子力场方法：分子力场方法是一种基于力场原理的计算模拟方法，可以用于研究大分子和生物分子的结构和性质。
分子力场方法主要通过建立分子的力场参数来模拟分子的振动、转动和相互作用等过程。
其中，最常用的方法是力常数法、分子力常数法和AMBER力场等。
这些方法可以较好地预测大分子的构象、能量和动力学性质，并且计算速度较快，适合处理大尺寸体系。
3. 轨道理论方法：轨道理论方法是一种基于轨道与电子结构之间相互关系的计算模拟方法，可以研究分子的电子结构和反应机理。
其中，最常用的方法是分子轨道理论（MO）和密度泛函轨道理论（DFT）。
这些方法可以计算分子的轨道能级、轨道异构体的相对稳定性，以及反应物、产物和过渡态的电子结构参数。
轨道理论方法对于研究化学反应的电子过程和反应机理有重要意义。
除了以上三种常见的化学反应机理计算模拟方法，还有一些其他方法，比如过渡态搜索算法、动力学模拟方法和哈密顿路径法等，它们在特定的研究领域具有重要的应用价值。
在实际应用中，研究人员通常会根据具体问题选择合适的计算模拟方法，以获得准确的结果。
Exploring Chemistry with Electronic Structure MethodSecond EdithionJames B. ForesmanAeleen FrischGaussian, IncPittsburgh, PA2002年9月25日特别声明本文转自南开大学BBS，在此对译者表示衷心感！！！！用Gaussian研究化学问题说明接触Gaussian已经很久了，但真正用Gaussian做东西还是临近博士毕业时的事情。
当时做计算的时候，就特别希望有一本具体怎么使用从头算的书，可惜一直没有找到。
来到这里后，在新买的Gaussian98包中发现了这本书，感觉如获至宝，也希望能够提供应想用Gaussian做东西的朋友。
我不是专门做量化的，很多术语不清楚怎么翻译，手头又没有中文的资料，错误的地方，只能希望行来指点了。
其实这本书里面介绍的东西，不止限于Gaussian 程序的。
对于从事从头算研究的都有帮助。
容中有很多计算实例，都是在Gaussian94，98程序中提供的。
节译自Exploring Chemistry with Electronic Structure Methos，SecondEdition，作者James B。
Foresman，Eleen FrischGaussian，Inc，USA，1996目录特别声明１用Gaussian研究化学问题１说明１前言1运行Gaussian2Unix/Linux平台2Windows平台2输出文件2第一章计算模型31.1 计算化学概述3分子力学理论3电子结构理论4密度泛函(Density Functional Methods)41.2 化学模型(Model Chemistries)4定义化学模型4模型的组合5第二章单点能计算52.1 能量计算设置5路径5计算的名称6分子结构6多步计算62.3 输出文件中的信息6标准几何坐标。
6能量6分子轨道和轨道能级6电荷分布7偶极矩和多极矩7CPU时间和其他72.4 核磁计算7第三章几何优化93.1 势能面93.2 寻找极小值9收敛标准10几何优化的输入10检查优化输出文件103.3 寻找过渡态103.4 难处理的优化11第四章频率分析134.1 预测红外和拉曼光谱13频率计算的输入13频率和强度13矫正因子和零点能。
石河子大学化学化工学院《化工过程模拟》Aspen Plus上机练习【Mixers/Spliters】【1.1】将1200 m3/hr的低浓甲醇（甲醇20%mol，水80%mol，30︒C，1 bar）与800 m3/hr的高浓甲醇（甲醇95%mol，水5%mol，20︒C，1.5 bar）混合。
求混合后的温度和体积流量。
(Mixer)【1.2】将1500kmol/hr的甲苯溶液（含苯2%mol）等摩尔地分流为两股流体，求每股物流的密度及焓值。
【1.3】请建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型：1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30°C，1 bar ）与700 m3/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20°C，1.5 bar）混合；2) 将混合后物流平均分为三股；3)4)5)【1.4123【2.1度;（3）【2.2。
采用【2.3【2.4】使用Redlich-Kwong状态方程求取56atm和450K时氨气的摩尔体积。
【2.5】设有下列离开甲醇反应器的混合物：CO，100kmol/h；H2，200kmol/h；甲醇，100kmol/h。
该气体处于100atm和300℃，试计算其比容和三组分的K值。
分别采用理想气体定律、Redlich-Kwong状态方程、Redlich-Kwong-Soave状态方程，比较三个结果。
【2.6】选用合适的热力学模型估算两种丁烷异构体和四种丁烯异构体在223.5℉、276.5psia时的平衡常数Ｋ值，并将计算值与下列实验测量值（表2.6）进行比较。
假设物料的组成均为等摩尔比组成。
石河子大学化学化工学院 《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机练习【2.7模型、L-K-P 【2.8【2.9T=70 ℃为5%【2.10、T=25【Heat Exchangers 】【3.1】 在由氯气和乙烯生产氯乙烯的过程中，从高温裂解炉出口的物流中含有58300 lb/h 的HCl ，100000 lb/h 的氯乙烯，105500 lb/h 的1,2-二氯乙烷，温度为500℃，压力为26atm 。
低共熔溶剂的分子模拟研究进展徐环斐; 彭建军; 宋晓明; 孔毅; 车欣鹏; 李滨; 田文德【期刊名称】《《山东轻工业学院学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(033)005【总页数】9页(P1-9)【关键词】低共熔溶剂; 分子模拟; 综述【作者】徐环斐; 彭建军; 宋晓明; 孔毅; 车欣鹏; 李滨; 田文德【作者单位】青岛科技大学化工学院青岛 266042; 中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛 266101; 青岛科技大学海洋科学与生物工程学院青岛 266042【正文语种】中文【中图分类】O631.2低共熔溶剂(DES)是一类新兴绿色的类离子液体体系。
DES的典型代表是2003年报道的氯化胆碱和尿素体系,至此,DES研究成为了全世界各领域的研究热点。
通常情况下,DES由两部分组成,分别是氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)。
DES中氢键的存在导致了其具有低于组成成分自身的熔点,形成在室温下是液态的共熔物质体系,如图1所示。
常见的HBA涵盖季铵盐类、金属卤化物类等；HBD涵盖多元醇、多元羧酸、酰胺类等,如图2所示。
分子模拟是常用的理论计算方法,采用分子模拟对DES进行研究可以给出大量的模型数据,优化分子结构和电子云密度；可给出DES的结构-效果之间的关系、作用机理、微观结构、能量分布、原子之间键能等。
分子模拟可以给出体系内相互作用对DES体系物化性质等影响。
DES已经应用于多个领域,采用分子模拟和量子化学等手段研究其应用具有重要意义。
目前,将DES 的分子模拟和应用相结合是DES研究热点之一,对设计合成定向DES奠定了坚实的理论基础。
(a)(b)图1 DES形成示意图注：(a)为DES模型,氯化胆碱:甘油摩尔比为1∶2,给出了原子间相互作用机理[1]；(b)为双组分相图上的DES低熔点形成示意图[2]。
图2 常用的DES的组成成分[3]1 分子模拟在DES应用方面的研究应用1.1 DES吸收气体Altamash等[4]采用密度泛函理论(DFT)确定甲烷(CH4)在天然低共熔溶剂(NADESs)中溶解度的分子动力学进行了模拟研究。
Thermo-calc软件-TCCP用户指南重要要点Thermo-Calc?User’s GuideVersion PThermo-Calc Software ABStockholm Technology ParkBj?rnn?sv?gen 21SE-113 47 Stockholm, SwedenCopyright ? 1995-2003 Foundation of Computational ThermodynamicsStockholm, Sweden第1部分一般介绍1.1 计算热力学在近十年内与材料科学与工程相联系的计算机计算与模拟的研究与发展已经为定量设计各种材料产生了革命性的方法，热力学与动力学模型的广泛结合使预测材料成分、各种加工后的结构和性能。
产品开发与工程控制的数学模型的重要性已经证明对热力学计算和动力学模拟的高需求，先进材料的现代定量计算设计已从计算热力学与动力学中得到了惊人的益处。
用Thermo-Calc进行的热力学计算和用DICTRA进行的动力学模拟可戏剧性地加强制造过程的设计能力、热处理温度的选择能力、过程收益的优化能力等，这些易于理解的软件/数据库/界面包已经在世界范围内证明是最有力和最有柔性的排除昂贵和费时的实验、改进质量性能和控制环境影响的工程工具。
1.2 Thermo-Calc软件/数据库/界面包Thermo-Calc是所有各种热力学和相图计算的通用和柔性的软件包，是建立于强大的Gibbs能最小化基础之上的。
它是多于30年和100人年的劳动以及很多各种项目的国际合作的结果。
Thermo-Calc 软件可使用多种热力学数据库，特别是热力学数据库的国际合作组织Scientific Group Thermodata Europe(SGTE)开发的数据库。
TCC(传统的Thermo-Calc)和其姊妹软件DICTRA（扩散控制相转变）已经在瑞典斯德哥尔摩皇家工学院（KTH）的材料科学与工程系开发出来，Thermo-Calc的第一个版本发布于1981年，以后几乎每年更新，最新的版本P发布于2002年11月。
第53卷第3期2021年3月Vol.53No.3Mar.,2021无机盐工业INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY催化材料Doi：10.11962/1006-4990.2020-0232开放科学(资源服务)标志识码(OSID)微反应器水热法耦合制备纳米片状氧化铝王梦迪“,罗瑾周靖辉",于海斌吴巍",李晓云"(1.中海油天津化工研究设计院有限公司，天津300131；2.天津市炼化催化技术工程中心)摘要:以偏铝酸钠和硫酸铝为原料，通过一种高通量撞击流微反应器，提岀了将微反应法与老化、水热法高效集成制备纳米片状氧化铝的新工艺。
利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、BET法比表面积测定(BET)、热重-差热分析(TG-DTG)等方式对不同工艺耦合制备的产物进行了测试分析，研究了不同耦合方式对产物晶型、形貌、介孔结构等物理性质的影响。
结果表明:通过微反应器-水热法耦合技术能够制备粒径为30~100nm、厚度为2~5nm、纯度为99.7%以上的纳米片层状勃姆石(酌-AlOOH),经550益焙烧4h可制得同样形貌的酌-氧化铝(酌-Al J O i)。
通过不同工艺耦合能够调控氧化铝的形貌、介孔结构，为工业化制备片层状纳米氧化铝提供了很好的科研支撑。
关键词:高通量;微反应;水热;纳米片状氧化铝中图分类号:TQ131.1文献标识码:A文章编号：1006-4990(2021)03-0087-06Microreactor-hydrothermal coupling preparation of nano-flaky aluminaWang Mengdi1,2,Luo Jin1袁Zhou Jinghui1,2,Yu Haibin1,Wu Wei1,2,Li Xiaoyun1,2(1.CenerTech Tianjin Chemical Research and Design Institute Co.,Ltd.,Tianjin300131,China；2.Tianjin Refining Catalytic Technology Engineering Center)Abstract: A novel preparation process of nano-flaky alumina is proposed by using a high-throughput impinging stream microreactor with sodium metaaluminate and aluminum sulfate as raw materials,which efficiently integrates the micro-reaction method with aging and hydrothermal method.The effect of different coupling methods on the physical properties of the product such as crystal shape,morphology and pore structure was studied by XRD,SEM,TEM,BET,TG-DTG and other test methods.The flaky酌-AlOOH with purity of more than99.7%,particle size of30~100nm and thickness of2~5nm can be produced by microreaction-hydrothermal coupling technology.The酌-Al2O3with the same morphology can be obtained after calcination at550益for4h.The morphology and mesoporous structure of alumina powder can be regulated by the coupling of different processes.It provides theoretical support for the industrial production of nano-flaky alumina.Key words:high-throughput；microreaction；hydrothermal；nano-flaky alumina纳米氧化铝因具有优异的机械和化学性能,被广泛用于催化剂、复合增强材料、陶瓷材料、生物医学材料、半导体材料等。
