吸附问题求教

小书童 · 发表于 Post on 2016-1-4 15:26:58

对于活性炭吸附重金属这个问题，研究了有段时间了，但是还是比较困惑，有以下几个问题，请各位老师指教一下：
1、对于物理吸附的话，研究最可能的吸附位点可以通过对活性炭模型进行静电势分析，找到极值点，从而进行预测。对吗？
2、对于化学吸附的话，研究最可能的吸附位点可以先通过ALIE（平均局部离子化能）分析，找到极小值点进行预测，如果分析不出来再结合静电势分析进行预测。对吗？
3、对于用ALIE分析时，平均局部离子化能描述的是核对电子的束缚能力，数值越小，说明电子越活跃可能参与反应，所以重点关注极小值。那么极大值有没有意义呢？可不可以理解这里对电子束缚能力强，容易吸收外来物质的电子从而发生反应呢？（我不是化学的，可能问的不着边际，老师们见谅）
4、我之前提问过改性活性炭改变了哪里从而提升了吸附能力（吸附能变大），老师们的给的建议是看电荷分布。我自己通过看文献发现，引入的物质并不是本身吸附重金属而是提升了邻位碳原子的反应活性，从而提升的吸附能力。那么我是对改性前后的这一位置的碳原子的电荷进行计算，发现电荷变化了。但是电荷变化和吸附能变大之间的联系呢？这个不知道怎么讨论，请老师们指教，也就是不知道这个电荷变化对吸附的本质影响是什么？

sobereva · 发表于 Post on 2016-1-5 00:20:00

1 我不知道你的重金属那部分的具体结构。如果主要是靠静电方式吸引来物理吸附，则通过静电势分析，可以考察活性炭表面静电势填色图定性讨论，也可以考察静电势极值点以更定量、准确地讨论。如果色散作用对吸附产生很大影响，光考虑静电势就不够了，应当实际摆放在不同位置进行优化，看看吸附在哪里吸附能最大。
2 ALIE可以讨论，也建议同时用双描述符考察。单靠静电势预测反应位点不合理，但如果ALIE、双描述符都区分不出来活性差异，可以同时结合静电势分析。
3 ALIE极大点没有意义。衡量不同位置吸收外来电子的能力，应该考察静电势以及局部电子亲和能。
4 讨论这个之前需要先弄清楚吸附的机理，如果是重金属与某个原子的静电吸引是关键，那么这个原子的原子电荷会明显影响吸附能。

小书童 · 发表于 Post on 2016-1-5 09:29:33

2、您说的双描述符是？我应该理解错了，理解成静电势加ALIE分析了。
3、局部电子亲和能这个应该怎么计算呢，利用Multiwfn可以计算吗？对于吸附重金属来说，金属一般是提供电子的，所以应该用衡量吸收外来电子考虑。
4、吸附的模型是这样的用一个重金属原子往如图的碳基上吸附，主要是5 8 11 这三个碳

sobereva · 发表于 Post on 2016-1-5 11:36:28

1 双描述符在这里有介绍：
亲电取代反应中活性位点预测方法的比较（doi: 10.3866/PKU.WHXB201401211）
Comparative study on the methods for predicting the reactive site of nucleophilic reaction（doi: 10.1007/s11426-015-5494-7）
幻灯片：Predicting reactive sites（http://sobereva.com/234）

原文：J. Phys. Chem. A, 109, 205-212

怎么算在Multiwfn手册4.5.5节和4.7.3节也详细说明了。

2 可以。是Multiwfn自定义函数27，看手册2.7节。不过这个函数定义不怎么样，只适合极小基。

3 重金属原子本身是电中性的，只能是共价相互作用。拿静电势考虑不合适。这么点体系你就直接把重金属放到不同位置计算吸附能，然后再考虑用前述各种方法进行解释，而没必要用它们进行预测。

小书童 · 发表于 Post on 2016-1-5 12:55:07

老师您说的前述各种方法是？我不知道怎么去解释改性吸附其他气体，比如一氧化氮会使得邻位活性变大，吸附能增大。这个是什么导致的呢？

sobereva · 发表于 Post on 2016-1-5 13:50:42

前述就是双描述符、ALIE之类
你说的改性的具体情况我不清楚，描述不够确切。

小书童 · 发表于 Post on 2016-1-5 17:48:24

sobereva 发表于 2016-1-5 13:50
前述就是双描述符、ALIE之类
你说的改性的具体情况我不清楚，描述不够确切。

直接在这个碳基上吸附铅，和吸附了NO之后在吸附铅，吸附能明显不同了，之前是100+Kcal/mol,吸附了NO之后变成了400+kcal/mol了，但是我不清楚具体该怎么解释这个现象。

sobereva · 发表于 Post on 2016-1-5 21:17:34

考察Pb与N之间的相互作用，以及考察吸附NO后对C11区域的影响

小书童 · 发表于 Post on 2016-1-5 21:33:07

本帖最后由小书童于 2016-1-5 21:46 编辑

sobereva 发表于 2016-1-5 21:17
考察Pb与N之间的相互作用，以及考察吸附NO后对C11区域的影响

1、老师您说的对，我也是想考察这些，尤其是你说的后者，考虑吸附后对C11的影响，可是具体可以从那些角度分析呢？请老师指点！
2、有人说分析电荷变化，可是我还是不能理解C11的电荷对吸附Pb本质的影响是什么？3、对于我的模型，老师我可以用ALIE来分析位点的活性吗（通过比较极小值的数值）？
4、鉴于我的模型，这个是静电吸引吗？如果是铅离子呢？

sobereva · 发表于 Post on 2016-1-5 21:57:45

小书童发表于 2016-1-5 21:33
1、老师您说的对，我也是想考察这些，尤其是你说的后者，考虑吸附后对C11的影响，可是具体可以从那些角度 ...

考察一下带NO和不带NO时，除了吸附能以外的差异。诸如原子电荷分布、Pb-C和Pb-N的键级、ELF图、密度差等等
各种分析都试试，最后发现哪个有用就讨论哪个

小书童 · 发表于 Post on 2016-1-5 23:01:04

sobereva 发表于 2016-1-5 21:57
考察一下带NO和不带NO时，除了吸附能以外的差异。诸如原子电荷分布、Pb-C和Pb-N的键级、ELF图、密度差等 ...

老师，那其他几个问题呢？麻烦您解释一下，学生愚钝，希望老师多解释一些，马上就看到曙光了。

小书童 · 发表于 Post on 2016-1-6 19:10:44

sobereva 发表于 2016-1-5 21:57
考察一下带NO和不带NO时，除了吸附能以外的差异。诸如原子电荷分布、Pb-C和Pb-N的键级、ELF图、密度差等 ...

老师另外几个问题能在给指点一下吗？

，谢谢了

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