二苯硫砜/二苯硫醚的标准电极电位的实验和理论研究

摘要:采用密度泛函理论（DFT）计算二苯硫醚和二苯硫砜，用循环伏安法研究了二苯硫醚在金电极上的电化学行为，结果表明二苯硫砜/二苯硫醚的标准电极电位实验值为1.058V，与B3LYP/6-31++g（d，p）-PCM 水平的理论值1.057V一致。采用前线轨道理论和分子的Mülliken电荷解释了在氧化脱硫中二苯硫醚的氧化。根据平衡理论，在H2O2氧化脱硫中的实验平衡常数是1.17×1048，与在B3LYP/6-31 + + g（d，p）–PCM水平的理论平衡常数2.18×1048一致。56008

毕业论文关键词：二苯硫醚，电化学，DFT，标准电极电位

Abstract:DFT Calculations were performed for phenylsulfide and phenylsulfide sulfone. The electrochemistry of phenylsulfide at gold electrode was investigated by cyclic voltammety, and the results showed that standard electrode potential for phenylsulfide sulfone/ phenylsulfide is 1.058 V, which is consistent with that of 1.057 at B3LYP/6-31++ g(d, p)-PCM level. The front orbit theory and Mülliken charges of moleculer explain well on the oxidation of phenylsulfide in oxidative desulfurization. According to equilibrium theory the experimental equilibrium constant in the oxidative desulfurization of H2O2 is 1.17×1048, which is consistent with the theoretical equilibrium constant is 2.18×1048 at B3LYP/6-31++g(d, p)–PCM level.

Keywords: phenylsulfide, electrochemistry, DFT, standard electrode potential

1 前言 3

2 实验部分 3

2.1 化学试剂 3

2.2 修饰电极的制备 3

2.3 仪器 3

3 计算方法 4

4 结果与讨论 4

4.1 Ph2S的循环伏安图 4

4.2 Ph2S 分子的几何构型 6

4.3 分子的前线轨道 9

4.4 Mülliken电荷与偶极矩的分布 10

4.5 标准电极电位的理论计算 11

4.6 平衡常数的计算 11

结论 13

参考文献 14

致谢 16

1 前言

石油中的硫的化合物如二苯硫醚（Ph2S）可导致硫类氧化物的空气污染以及酸雨[1]，燃料油深度脱硫已经引起全球的普遍关注。选择性吸附[2-4]、萃取分离[5]、生物氧化[6]、加氢脱硫（HDS）[7-9]和氧化脱硫（ODS）[10,11]已用于燃料中硫的去除。石油中二苯硫醚的常通过HDS工艺去除。然而，目前的HDS需要高的操作温度和压力，这样就使Ph2S难以除去。ODS被认为是获得超低硫燃料的一个最有前途的替代脱硫工艺，在ODS反应中，二价硫可通过氧原子的亲电加成反应形成砜的六价硫，图1为Ph2S的氧化反应[10，11]。

Ph2S的氧化反应

反应速度是由催化剂、温度和浓度控制的，而反应的限度由标准电位控制。因此，燃料中硫的标准电位对于ODS的反应效率有着至关重要的作用。

密度泛函理论（DFT）是一种可靠的理论方法，我们采用B3LYP方法在6-31g（d，p）和6-31 + +g（d，p）水平研究分子的几何构型，并根据热力学数据计算Ph2SO2/ Ph2S半反应的标准电极电位，研究Ph2S在金电极上的电化学行为，用循环伏安法测定Ph2SO2/ Ph2S的标准电极电位。

2 实验部分源'自:优尔-'论]文'网"www.youerw.com

2.1 化学试剂二苯硫砜/二苯硫醚的标准电极电位的实验和理论研究:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_60391.html