Моделирование нековалентных взаимодействий кубовых красителей с фрагментами нитрида углерода

Моделирование нековалентных взаимодействий кубовых красителей с фрагментами нитрида углерода

Автор: Матвеева Ксения Владимировна, Жеребцов Дмитрий Анатольевич, Барташевич Екатерина Владимировна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry

Рубрика: Физическая химия

Статья в выпуске: 1 т.10, 2018 года.

Бесплатный доступ

В целях изучения возможности модификации нитрида углерода производными полициклических ароматических углеводородов методами теории функционала плотности выполнено моделирование фрагмента слоя структуры C3N4, представленной тремя гептазиновыми звеньями, соединенными аминогруппами. Рассмотрены молекулярные комплексы такого фрагмента с двумя кубовыми красителями: бордо Д и золотисто-желтый ЖХД. Показано, что молекулы красителей комплементарны полости кармана, но исследуемые комплексы не являются плоскими. Вычислены и сравнены энергии взаимодействия и энергии водородных связей в комплексах.

Нитрид углерода, мелем, кубовый бордо, кубовый золотисто-желтый

Короткий адрес: https://sciup.org/147160416

IDR: 147160416   |   DOI: 10.14529/chem180104

Список литературы Моделирование нековалентных взаимодействий кубовых красителей с фрагментами нитрида углерода

  • Dai H., Gao X., Liu E., Yang Y., Hou W., Kang L., Fan J., Hu X.Synthesis and Characterization of Graphitic Carbon Nitride Sub-Microspheres Using Microwave Method under Mild Condition//Diamond and Related Materials, 2013, vol. 38, pp. 109-117 DOI: 10.1016/j.diamond.2013.06.012
  • Zheng Y., Jiao Y., Zhu Y., Li L.H., Han Y., Chen Y., Du A., Jaroniec M., Qiao S.Z. Hydrogen Evolution by a Metal-Free Electrocatalyst//Nature Communications, 2014, vol. 5 DOI: 10.1038/ncomms4783
  • Ong W.J., Tan L.L., Ng Y.H., Yong S.T., Chai S.P. Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4)-Based Photocatalysts for Artificial Photosynthesis and Environmental Remediation: are We a Step Closer to Achieving Sustainability?//Chemical Reviews, 2016, vol. 116, no. 12, pp. 7159-7329 DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00075
  • Liu J., Liu Y., Liu N., Han Y., Zhang X., Huang H., Lifshitz Y., Lee S.-T., Zhong J., Kang Z. Metal-Free Efficient Photocatalyst for Stable Visible Water Splitting via a Two-Electron Pathway//Science, 2015, vol. 347, no. 6225, pp. 970-974 DOI: 10.1126/science.aaa3145
  • Tay Q., Kanhere P., Ng C.F., Chen S., Chakraborty S., Huan A.C.H., Sum T.C., Ahuja R., Chen Z. Defect Engineered g-C3N4 for Efficient Visible Light Photocatalytic Hydrogen Production//Chemistry of Materials, 2015, vol. 27, no. 14, pp. 4930-4933 DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b02344
  • Wang X., Maeda K., Thomas A., Takanabe K., Xin G., Carlsson J.M., Domen K., Antonietti M. A Metal-Free Polymeric Photocatalyst for Hydrogen Production from Water under Visible Light//Nature Materials, 2009, vol. 8, no. 1, pp. 76-80 DOI: 10.1038/nmat2317
  • Tyborski T., Merschjann C., Orthmann S., Yang F., Lux-Steiner M.C. Schedel-Niedrig Th. Tunable Optical Transition in Polymeric Carbon Nitrides Synthesized via Bulk Thermal Condensation//Journal of Physics Condensed Matter, 2012, vol. 24, no. 16 DOI: 10.1088/0953-8984/24/16/162201
  • Liu G., Niu P., Sun C., Smith S.C., Chen Z., Lu G.Q.M., Cheng H. Unique Electronic Structure Induced High Photoreactivity of Sulfur-Doped Graphitic C3N4//Journal of the American Chemical Society, 2010, vol. 132, no. 33, pp. 11642-11648 DOI: 10.1021/ja103798k
  • Bojdys M.J., Müller J.O., Antonietti M., Thomas A. Ionothermal Synthesis of Crystalline, Condensed, Graphitic Carbon Nitride//Chemistry -A European Journal, 2008, vol. 14, no. 27, pp. 8177-8182. DOI: 1701.00873v1
  • Ong W.J., Tan L.L., Ng Y.H., Yong S.T., Chai S.P. Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4)-Based Photocatalysts for Artificial Photosynthesis and Environmental Remediation: are We a Step Closer to Achieving Sustainability?//Chemical Reviews, 2016, vol. 116, no. 12, pp. 7159-7329 DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00075
  • Yang F., Lublow M., Orthmann S., Merschjann C., Tyborski T., Rusu M., Kubala S., Thomas A., Arrigo R., Hävecker M., Schedel-Niedrig T. Metal-Free Photocatalytic Graphitic Carbon Nitride on p-Type Chalcopyrite as a Composite Photocathode for Light-Induced Hydrogen Evolution//ChemSusChem, 2012, vol. 5, no. 7, pp. 1227-1232 DOI: 10.1002/cssc.201100691
  • Liu G., Niu P., Sun C., Smith S.C., Chen Z., Lu G.Q.M., Cheng H. Unique Electronic Structure Induced High Photoreactivity of Sulfur-Doped Graphitic C3N4//Journal of the American Chemical Society, 2010, vol. 132, no. 33, pp. 11642-11648 DOI: 10.1021/ja103798k
  • Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple//Physical Review Letters, 1996, vol. 77, no. 18, pp. 3865-3868 DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.3865
  • Kresse G., Furthmüller J. Efficiency of Ab-Initio Total Energy Calculations for Metals and Semiconductors Using a Plane-Wave Basis Set//Computational Materials Science, 1996, vol. 6, no. 1, pp. 15-50 DOI: 10.1016/0927-0256(96)00008-0
  • Perdew J.P., Wang Y. Accurate and Simple Analytic Representation of the Electron-Gas Correlation Energy//Physical Review B, 1992, vol. 45, no. 23, pp. 13244-13249 DOI: 10.1103/PhysRevB.45.13244
  • Clark S.J., Segall M.D., Pickard C.J., Hasnip P.J., Probert M.I.J., Refson K., Payne M.C. First Principles Methods Using CASTEP//Zeitschrift für Kristallographie, 2005, vol. 220, no. 5, pp. 567-570 DOI: 10.1524/zkri.220.5.567.65075
  • Ceperley D.M., Alder B.J. Ground State of the Electron Gas by a Stochastic Method//Physical Review Letters, 1980, vol. 45, no. 7, pp. 566-569 DOI: 10.1103/PhysRevLett.45.566
  • Ortmann F., Bechstedt F., Schmidt W.G. Semiempirical van der Waals Correction to the Density Functional Description of Solids and Molecular Structures//Physical Review B -Condensed Matter and Materials Physics, 2006, vol. 73, no. 20, pp. 1-10 DOI: 10.1103/PhysRevB.73.205101
  • Heyd J., Scuseria G.E., Ernzerhof M. Erratum: Hybrid Functionals Based on a Screened Coulomb Potential. (Journal of Chemical Physics (2003) 118 (8207))//Journal of Chemical Physics, 2006, vol. 118, no. 18, pp. 8207-8215 DOI: 10.1063/1.2204597
  • Burke K., Werschnik J., Gross E.K.U. Time-Dependent Density Functional Theory: Past, Present, and Future//The Journal of Chemical Physics, 2005, vol. 123, no. 6, pp. 62206 DOI: 10.1063/1.1904586
  • Cramer C.J. Essentials of computational chemistry: theories and models. John Wiley & Sons, 2013. 618 p.
  • Espinosa E., Molins E., Lecomte C. Hydrogen Bond Strengths Revealed by Topological Analyses of Experimentally Observed Electron Densities//Chemical Physics Letters, 1998, vol. 285, pp. 170-173 DOI: 10.1016/S0009-2614(98)00036-0
  • AIMAll (Version 17.11.14), Todd A. Keith, TK Gristmill Software, Overland Park KS, USA, 2017.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp