دانلود پایان نامه ارشد:مطالعاتAb-initio و DFT بر روی پایداری ترمودینامیکی نانولوله‌های بورون نیترید و بررسی NMRآن درحلال‌های مختلف

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته شیمی

گرایش :شیمی فیزیک

عنوان : مطالعاتAb-initio   و DFT  بر روی پایداری ترمودینامیکی نانولوله‌های بورون نیترید و بررسی  NMRآن درحلال‌های مختلف

دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل

دانشکده علوم پایه ،گروه شیمی

 

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد  M.Sc

رشته شیمی فیزیک

 

عنوان:

مطالعاتAb-initio   و DFT  بر روی پایداری ترمودینامیکی نانولوله‌های بورون نیترید و بررسی  NMRآن درحلال‌های مختلف

 

استاد راهنما:

دکتر علی شامل

 

استاد مشاور:

دکتر  سحر مهاجری

پائیز 91

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب چکیده 1فصل اول: مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته. 21-1- مقدمه. 31-2- نانو تکنولوژی.. 31-3- نیروهای مؤثر در ابعاد نانومتری.. 41-3-1- نیروهای واندروالس... 41-3-2- نیروهای کوالانسی.. 41-3-3- نیروهای غیرموضعی بدون جهت.. 51-4- انواع نانوساختارها 51-5- نانو لوله‌ها 61-6- نانو لوله‌های بورون نیترید. 81-6-1- تاریخچه‌ی مختصری از تهیه‌ی نانو لوله‌های بورون نیترید. 91-6-2- پیکربندی نانو لوله‌های بورون نیترید. 101-6-3- انواع ساختارهای نانو لوله بورون نیترید. 101-6-4- روش‌های ساخت نانولوله بورون نیترید. 111-6-4-1- سایش با لیزر. 121-6-4-2- رسوب‌گیری بخار شیمیایی (CVD) 121-6-4-3- تخلیه قوس الکتریکی.. 131-6-4-4- اتوکلاو. 131-6-5- مقایسه‌ی خواص نانو لوله بورون نیترید با نانو لوله‌ی کربنی.. 131-6-5-1- الکترونگاتیویته. 141-6-5-2- شکل ظاهری.. 151-6-5-3- رسانایی و لومیسانس... 151-6-5-4- خواص مکانیکی و حرارتی.. 161-6-5-5- کاربرد. 161-6-6- کاربردهای نانو لوله بورون نیترید. 161-6-6-1- ذخیره هیدروژن. 161-6-6-2- نانو پرکننده در کامپوزیت‌ها 161-6-6-3- سازگاری با بافت زنده و کاربرد آن. 171-6-6-4- کاربردهای دیگر. 171-7- مروری بر تحقیقات گذشته. 19فصل دوم: مباحث تئوری.. 262-1- مقدمه. 272-2- مکانیک مولکولی (MM) 272-3- مکانیک کوانتومی (QM) 282-3-1- روش‌های نیمه تجربی.. 312-3-1-1- روش‌های تجربی میدان نیرو(مکانیک مولکولی) 312-3-2- روش‌های ab-initio. 322-3-3- توانایی‌های روش ab-initio. 322-3-4- محدودیت‌های روش ab-initio. 332-3-5- نکات قوت روشن ab-initio. 332-3-6- توابع پایه (basis set) 332-3-6-1- سری‌های پایه‌ی ظرفیتی ـ شکافته. 342-3-6-2- سری پایه‌ی قطبیده 352-3-6-3- سری پایه پخش شده 352-3-6-4- سری پایه‌ی اندازه‌ی حرکت زاویه‌ای بالا. 352-3-7- روش هارتری ـ فاک... 362-3-7-1- روش هارتری ـ فاک محدود شده (RHF) و محدود نشده (UHF) 372-3-8- گرادیان و مشتقات مرتبه‌ی دوم هارتری ـ فاک... 372-3-9- همبستگی الکترونی.. 372-3-10- تئوری اختلال. 382-3-11- تئوری تابع چگال. 392-3-11-1- معادلات کوهن ـ شم. 412-3-11-2- اوربیتال‌های کوهن ـ شم. 422-3-11-2- روش چگالی موضعی (LDA) 442-3-11-4- روش‌های تصحیح گرادیان. 462-3-11-5- مزایا و معایب روش DFT. 462-4- روش‌های کامپیوتری.. 482-4-1- گوسین 98 (Gaussian 98) 482-4-2- نرم‌افزار Gauss view.. 502-4-3- هایپر کم. 502-4-4- Chem Draw.. 512-5- تاریخچه‌ی NMR.. 512-6- محاسبات آغازین پارامترهای NMR.. 522-6-1- روش‌های محاسبات کامپیوتری.. 532-6-2- روش GIAO.. 532-6-3- روش LGLO.. 54فصل سوم: روش کار و بررسی داده‌ها 56فصل چهارم: نتایج.. 754-1- بررسی نتایج حاصل برای ساختار B21N21 در فاز گازی و دمای 298 کلوین. 764-2- بررسی نتایج حاصل برای ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف... 79منابع.. 90 فهرست جداولجدول (1-1) ویژگی‌های نانو لوله بورون نیترید در مقایسه با نانو لوله کربنی.. 14جدول (1-2) بهبود هدایت گرمایی کامپوزیت‌های پلی مری نانو لوله‌های بورون نیترید. 17جدول (2-1) مقایسه‌ی عملکرد روش‌های مختلف DFT (شباهت نتایج حاصل از روش MP2 یا روش تئوری تابعیت قابل توجه است) 47جدول (3-1) مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی برای نانو لوله B21N21 تحت متدها و توابع گوسی مختلف در محیط گازی و دمای 298 کلوین   61جدول (3-2) مقدار گشتاور دو قطبی ترکیبی B21N21 در متدها و توابع کوسی مختلف در فاز گاز و دمای 298 کلوین.. 61جدول (3-3) توابع ترمودینامیکی به‌دست آمده در حال‌های مختلف تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G.. 63جدول (3-4) بارکلی ایجاد شده در حلال‌‌های مختلف.. 64جدول (3-5) مقدار گشتاور دو قطبی ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال‌های مختلف.. 65جدول (3-6) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در فاز گاز و دمای 298 کلوین   66جدول (3-7) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال آب.. 68جدول (3-8) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال نیترومتان  69جدول (3-9) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال اتانول. 70جدول (3-10) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال استون  71جدول (3-11) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال دی‌کلرواتان  72جدول (3-12) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال کلروفرم  73جدول (3-13) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به ترکیب B21N21 تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال تترا کلرید کربن   74 فهرست اشکال و نمودارشکل (1-1)الف: ساختار کلی نانو لوله‌های تک لایه و چند لایه. 6ب: نانو لوله تک لایه و چند لایه کربنی.. 6شکل (1-2)الف: ساختار نانو لوله کربنی بسته با پیکربندی (a) صندلی شکل (b) زیگزاگی و (c) کایرال. 8ب: ساختار نانو لوله بورون نیترید باز با پیکربندی (a) صندلی شکل (b) زیگزاگی و (c) کایرال. 8شکل (1-3) ساختار نانو لوله بورون نیترید با فرمول عمومی  برای 10-1=n. 9شکل (1-4) ساختارهای (a) صندلی، (b) زیگزاگ و (c) کایرال نانو لوله بورون نیترید. 11شکل (1-5) نانو لوله کربنی و نانو لوله بورون نیترید. 14شکل (1-6) شکل ظاهری نانو لوله کربنی (a) و نانو لوله بورون نیترید (b) 15شکل (1-7) (a) تصویر TEM از نانو لوله بورون نیترید با ساختار فنجانی انباشته. (b) تصویر بزرگنمایی شده HREM نانو لوله (c) مدل ساختاری نانو لوله دارای چهار دیواره‌ای با ساختار فنجانی انباشته (d) تصویر TEM از نانو لوله بامبو مانند و (e) تصویر بزرگنمایی شده HREM مربوط به بخشی از تصویر d که با فلش سفید نشان داده شده است. 18شکل (3-1) ساختار B21N21 از ابعاد مختلف.. 59شکل (4-1) نمودار انرژی آزاد گیبس در متدها و توابع پایه‌ی مختلف.. 76شکل (4-2) نمودار آنتالپی در متدها و توابع پایه‌ی مختلف.. 77شکل (4-3) نمودار انرژی درونی در متدها و توابع پایه‌ی مختلف.. 77شکل (4-4) نمودار zero point energy در متدها و توابع پایه‌ی مختلف.. 78شکل (4-5) نمودار ممان دو قطبی سیستم B21N2 در متدها و توابع پایه‌ی مختلف.. 79شکل (4-6) نمودار گشتاورهای دو قطبی سیستم B21N21 در حلال‌های مختلف.. 80شکل (4-7) نمودار бise برای اتم‌های مختلف ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف.. 80شکل (4-8) نمودار бaniso برای اتم‌های مختلف ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف.. 81شکل (4-9) نمودار d برای اتم‌های مختلف ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف.. 81شکل (4-10) نمودار h برای اتم‌های مختلف ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف.. 82شکل (4-11) نمودار Dб برای اتم‌های مختلف ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف.. 82شکل (4-12) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در فاز گازی و دمای 298 کلوین.. 83شکل (4-13) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در حلال آب.. 83شکل (4-14) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در نیترومتان. 84شکل (4-15) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در اتانول. 84شکل (4-16) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در استون. 85شکل (4-17) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در 2 و 1- دی‌کلرو اتان. 85شکل (4-18) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در کلروفرم. 86شکل (4-19) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته‌ی سیستم B21N21 در تتراکلرید کربن.. 86شکل (4-20) نمودار بار کلی اتم‌ها بر حسب ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف.. 87شکل (4-21) نمودار بارکلی اتم‌ها بر حسب ساختار B21N21 در فاز گازی و دمای 298 کلوین.. 87شکل (4-22) نمودار بارکلی اتم‌ها برحسب ساختار B21N21 در حلال قطبی آب.. 88شکل (4-23) نمودار بارکلی اتم‌ها برحسب ساختار B21N21 در حلال غیرقطبی تتراکلریدکربن.. 88  

فصل اول

مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1- مقدمه

با نگاهی به تاریخ علم و تکنولوژی می‌توان مشاهده کرد که اختراع و اکتشافات جدید راهبردی نو در عرصه زندگی بشر ایجاد کرده است، به گونه‌ای که هر اختراع و اکتشافی عموماً جهت راحتی و آسایش بشر بوده است ولی در برخی موارد انسان با استفاده نادرست از این فناوری‌ها خود مسیر زندگی خویش را تغییر داده است و هر اختراعی بر شاخه‌های دیگر علوم نیز تأثیرگذار بوده است.سال 1959 سالی تاریخی برای علوم و تکنولوژی است زیرا در این سال اتفاق‌های عظیمی به وقوع پیوست که شامل پرتاب اولین شیء فضایی به ماه، ساخت اسیدهای نوکلئیک مصنوعی و ساخت اولین دستگاه زیراکس بود.[3]در روزهای آخر سال 1959 ریچارد فاینمن[1] مشهورترین فیزیکدان دهه‌ی 60 میلادی، پیشنهاد کرد که می‌توان اتم‌های مجزا را دستکاری کرد و مواد و ساختارهای کوچکی را تولید نمود که خواص متفاوتی دارد. در آن زمان این فعالیت را نانوتکنولوژی نمی‌نامیدند. ریجارد فاینمن در سال 1965 موفق به ساخت سیلیکون‌های منفذدار و تولید نانوذرات فلزی شد و در همین سال برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک شد. اریک درکسلر؛ دانشجوی فاینمن فعالیت‌های استاد خود را ادامه داد و یک تصویر اساس سیستم‌های ماشینی مولکولی ارائه داد و به فعالیت‌های خود و استادش نام «نانوتکنولوژی[2]» داد. در سال 1966 ریچارد فاینمن موفق به ساخت اولین وسیله در حد نانو شد.[3]پیشوند نانو در اصل یک کلمه‌ی یونانی است. معادل لاتین این کلمه Dwarf است که به معنی کوتوله و کوتاه قد است. یک نانومتر یک میلیاردیم متر () است. این مقدار حدود 4 برابر قطر یک اتم است، مکعبی با ابعاد 2/5 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود.[4]

1-2- نانو تکنولوژی

نانوتکنولوژی، از دو بخش نانو و تکنولوژی تشکیل یافته است. نانو از کلمه‌ی یونانی نانوس به معنای کوتوله آمده است و به پیشوند 9-10 متر اطلاق می‌شود. در بخش دوم یعنی تکنولوژی، سخن از یک علم جدید و ناآشنا نیست بلکه فن و تکنیکی است که به ما می‌آموزد چطور از دانسته‌های قبلی خود استفاده کنیم.به بیان ساده علم نانو مطالعه‌ی اصول اولیه‌ی مولکول‌ها و ساختارهای با ابعاد بین 1 تا 100 نانومتر است این ساختارها را نانو ساختار می‌نامیم. نانو تکنولوژی، کاربرد این ساختارها در دستگاه‌های با اندازه‌ی نانومتری است.[3]تعریف دیگری که می‌توان از نانو تکنولوژی ارائه نمود این است که نانوتکنولوژی شکل جدیدی از ساخت مواد به وسیله‌ِی کنترل و دستکاری واحدهای ساختمانی آنها در مقیاس نانو می‌باشد. می‌توان گفت که نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد و دستگاه‌ها و سیستم‌ها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر و بهره‌برداری از خواص و پدیده‌های نوظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافته‌اند.[2]شاید این سؤال در ذهن به وجود آید که چه چیزی در مقیاس نانومتر وجود دارد که یک تکنولوژی بر پایه‌ی آن بنا نهاده شده است، آنچه باعث ظهور نانوتکنولوژی شده نسبت سطح به حجم بالای نانو مواد است، این موضوع یکی از مهمترین خصوصیات مواد تولید شده در مقیاس نانو است. در مقیاس نانو اشیاء شروع به تغییر رفتار می‌کنند و رفتار سطوح بر رفتار توده‌ای ماده غلبه می‌کند. در این مقیاس برخی روابط فیزیکی که برای مواد معمولی کاربرد دارد نقض می‌شوند. در حقیقت در این مقیاس قوانین فیزیک کوانتوم وارد صفحه می‌شوند و امکان کنترل خواص ذاتی ماده وجود نخواهد داشت.[1]

1-3- نیروهای مؤثر در ابعاد نانومتری

نیروهایی که اتم‌ها را با یکدیگر پیوند می‌دهند به انواع زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

1-3-1- نیروهای واندروالس[3]

این نیروها در جایی که خوشه‌ها (مجموعه‌ی چند ده یا چند صد اتم که در کنار یکدیگر جمع شده باشند) از تجمع اتم‌های گاز نجیب در کنار یکدیگر تشکیل شده باشند عمل کرده و پیوند ضعیفی بین اتم‌ها برقرار می‌کنند برای مثال می‌توان به اشاره نمود.[1] . Richard Feynman[2] . nano technology[3] . vanderwaals forceتعداد صفحه :105قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید