摘要：采用密度泛函数理论计算一系列二甲基苯并噻吩化合物的标准电极电势及分子的极性,得到的标准电极电势为=－0。744 + 0。120() + 0。304 － 0。546() + 3。062, 相关系数为0。848，并获得分子的偶极矩（D）和S原子的Mülliken电荷(MC)之间的关系为： D=5。874 +1。779 ，相关系数为0。979。用循环伏安法研究苯并噻吩在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为。结果表明：苯并噻吩砜/苯并噻吩在B3LYP/6-31++g (d, p)-PCM水平上的标准电极电位为1。287V，与实验值1。188V是相一致的。79666

毕业论文关键词：密度泛函理论，二甲基苯并噻吩化合物，标准电极电位，分子的极性

Abstract: Density functional theory was performed for the calculation of the standard electrode potential and molecular polarity for dimethylbenzothiophenes。 The standard electrode potentials were obtained as =－0。744 + 0。120() + 0。304 － 0。546() + 3。062 with high correlation coefficients of 0。848, and the correlation between the dipole moments and the Mülliken charges (MC) of S atom was obtained as D=5。874 +1。779  with the correlation coefficients of 0。979。 The electrochemical behavior of benzothiophene at multi-walled carbon nanotube modified glassy carbon electrode was studied by cyclic voltammety and the results show that the standard electrode potential is 1。188 V, which is consistent with that of 1。287V at B3LYP/6-31++g (d, p)-PCM level for benzothiophene sulfone/benzothiophene。 

Keywords: Density functional theory, dimethylbenzothiophenes, standard electrode potential, molecular polarity

目   录

1 前言 3

2 计算方法 4

3 实验 4

4 结果与讨论 4

4。1 分子几何构型对BTRX反应活性的影响 5

4。2 原子电荷与偶极矩的关系 5

4。3 计算标准电极电势 7

4。4 BTR1在修饰电极上的电化学研究 10

结论 11

参考文献 12

致谢 13

附录 14

1 前言

苯并噻吩由于其分子的芳香性难以加氢脱硫（HDS）[1-3]。近年来，氧化脱硫(ODS）反应条件温和，低成本，操作方便，吸引了全球越来越多的关注。氧化脱硫技术可以有效地去除石油中芳香烃含硫成分，并且获得超低硫燃料油 [4-6]。在氧化脱硫反应中，通过亲电加成将二价硫氧化形成六价硫，从而可从石油中分离出来[7-9]。论文网

在石油中已经发现大量苯并噻吩和它的二甲基衍生物[10- 11]，根据分子对称性，其同分异构体  (BTRX, X=1～16)和其原子编号见图1，其相应的氧化态标记为BTOX。图1  BTRX的分子结构和原子编号

在氧化脱硫反应中过氧化氢是一种高效的、无毒的、极性的氧化剂，过氧化氢氧化BTRX 可表示为：

反应的平衡常数(K)可以由BTOx/BTRx 及H2O2/H2O (和)的标准电势和电子转移数(n)来计算：

可见决定了该反应进行的程度。此外，在H2O2水溶液中BTRX极性影响反应速率。因此，ODS中BTOX/BTRX的标准电位和其极性是至关重要的。

理论上的标准电极电位可以用量子化学计算，氧化还原反应的标准吉布斯自由能变(⊿rGsolu)可以由反应物和产物在水中的吉布斯自由能(Gsolu) 获得，并且对于未知的标准电极电势()可以由⊿rGsolu、电子转移数n、法拉第常数(F)和参比电极的标准电极电势()求得：