掺杂氮、磷和氧元素稠合芳烃电子结构的理论计算开题报告

1. 研究目的与意义

炭的表面性质是决定炭应用性能的主要因素。

炭的表面性质不仅受到碳原子的结合方式和化学结构，而且受到除碳原子以外的氧、氮和磷等杂原子种类以及结合方式的影响。

因此，炭表面的掺杂是制造高性能炭材料的主要方向。

2. 国内外研究现状分析

随着量子化学的发展和计算机技术的进步，使用第一性原理计算分子和材料的电子结构成为了可能。

传统的炭材料掺杂研究关注炭材料的改性与性能提升，较少涉及对炭材料电子结构的第一性原理计算。

炭材料基本结构单元本质为稠环芳烃，由掺杂稠环芳烃性质可推测掺杂对炭材料的影响。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：稠环芳烃的几何结构优化与电子密度计算稠环芳烃的电荷分布，反应活性位点分布稠环芳烃的红外和拉曼光谱计算，紫外光谱计算稠环芳烃的芳香性分析研究计划：2017.3.12017.3.15 文献检索与阅读2017.3.162017.3.26 确定计算结构，明确计算任务2017.3.272017.4.30 计算模拟，得到计算结果2017.5.12017.5.15 整理计算结果，得出结论2017.5.162017.5.31 撰写毕业论文

4. 研究创新点

碳材料结构基本结构单元本质是稠环芳烃，通过理论计算，得到掺杂稠环芳烃的电子结构，几何结构，光谱，芳香性，电荷分布等信息。

对掺杂稠环芳烃的理论计算不仅可以获得实验手段可以测定的红外与拉曼光谱，紫外光谱等信息，与实验结果进行对照，而且可以算出实验难以测定的电子结构等信息，从而预测其性能。