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基于密度泛函理论模拟单壁碳纳米管对五种核酸碱基的吸附
  • ISSN号:0254-6108
  • 期刊名称:环境化学
  • 时间:2013.7.7
  • 页码:1117-1122
  • 分类:O641.121[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]工业生态与环境工程教育部重点实验室,大连理工大学环境学院,大连,116024
  • 相关基金:国家自然科学基金(21007008,21137001)资助.
  • 相关项目:模拟和预测水中有机污染物在碳纳米管的吸附
中文摘要:

基于密度泛函理论,模拟了单壁碳纳米管(SWNTs)对5种碱基的吸附作用.考察了SWNTs直径、电荷转移量、碱基最高占据分子轨道能(EHOMO)和最低未占据分子轨道能(ELUMO)与SWNTs吸附碱基的吸附能之间的关系.结果表明,随着SWNTs直径的增大,SWNTs吸附碱基的吸附能降低.SWNT(6,6)吸附5种碱基的最低吸附能Emin与由碱基转移到SWNTs的电荷转移量(Q)及碱基的EHOMO线性负相关,相关系数分别为-0.966和-0.804(P〈0.05).吸附后SWNTs与碱基的前线轨道无重叠,且SWNTs电子结构未受影响,表明吸附行为属于物理吸附.

英文摘要:

Study on the interactions between carbon nanotubes and nucleic acid bases can elucidate the toxicological mechanism of carbon nanotubes. We simulated the adsorption of five nucleic acid bases on single-walled carbon nanotubes (SWNTs) based on the density functional theory. The relationships between the adsorption energy of the bases adsorbed on SWNTs surfaces and the SWNTs diameter, amount of charge transfer, and energy of the highest occupied molecular orbital ( EnoMo ) and the lowest unoccupied molecular orbital ( ELUMO ) of bases were investigated. The results show that the adsorption energy descends with increasing SWNTs diameters. The lowest adsorption energy Emi" for the base/SWNT (6,6) complex exhibits a negative linear correlation with the amount of charge transferred from bases to SWNTs (Q) as well as the EHOMO of the bases, with the correlation coefficients of - 0.966 and - 0. 804 (P 〈 0.05 ), respectively. There is no mixing of the molecular frontier orbitals, and the electronic structures of the SWNTs are not affected after adsorption, indicating that the interaction between bases and SWNTs is physisorption.

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期刊信息
  • 《环境化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:郭良宏
  • 地址:北京2871信箱
  • 邮编:100085
  • 邮箱:hjhx@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62923569
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6108
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1844/X
  • 邮发代号:82-394
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27127