基于分子笼储存及可控释放全氮材料的计算模拟研究

项目名称： 基于分子笼储存及可控释放全氮材料的计算模拟研究

项目编号： No.21403162

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 刘英哲

作者单位： 西安近代化学研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 全氮材料是一种能量高效的新型清洁能源，在航空航天领域具有广阔的应用前景。其中，四面体氮烷(TdN4)具有卓越的性能，是最有价值的候选物之一。然而，TdN4的合成机理与反应路线极为复杂，在实验合成方面仍处于探索阶段。TdN4在室温条件下的稳定性则是制约其合成与制备的重大瓶颈，将极大地限制能量的储存及可控释放。本项目首次提出利用分子笼空腔的纳米尺寸效应提高TdN4稳定性的设想，通过计算模拟方法研究TdN4在Fe4L6分子笼内的热力学和动力学稳定性，并进一步探索Fe4L6分子笼自发捕捉、封装及可控释放TdN4的微观动力学行为，分析相应过程中的结构变化和主要驱动力，揭示Fe4L6分子笼与TdN4的相互作用本质，阐明Fe4L6分子笼储存及可控释放TdN4的作用机理。此外，建立一套适用于分子笼-全氮材料研究的计算方法与模型，为全氮材料的合成、能量储存及可控释放提供理论基础与依据。

中文关键词： 分子笼；全氮材料；计算模拟；限域效应；

英文摘要： All-nitrogen materials are high energetic and clean, which offers broad potential applications in the field of aerospace industry. Tetraazatetrahedrane (TdN4) has been regarded as a promising candidate on account of its remarkable prosperities. However, t

英文关键词： molecular cage；all-nitrogen material；computational simulation；confinement effect；