طیف مادون قرمز،(ir)،کمپلکس استیل استونات کبالت (iii) و مشتق فرمیله آن، فرمیل استیل استونات کبالت (iii)، با استفاده از روش dft در سطح b3lyp با استفاده از سری های پایهg** 6 – 31 و 6 - 311g** محاسبه شده است. ساختار هردوکمپلکس بهینه شده و پارامترهای ساختاری و فرکانس های ارتعاشی تئوری محاسبه شدند. این نتایج با نتایج طیف گیری تجربی در حالت جامد و محلول مقایسه شد. نتایج سازگاری نسبتا خوبی بین آنهارانشان می دهد. محاسبات nbo نیز برای هردوکمپلکس انجام شد. با مقایسه نتایج nbo و فرکانس های مشترک و پارامترهای ساختاری دوکمپلکس می توان نتیجه گرفت که افزایش استخلاف فرمیل به استیل استون دانسیته الکترونی حلقه کیلیت را افزایش داده وباعث افزایش عدم استقرار الکترون های ? در حلقه می شود. در نتیجه پیوند کبالت – اکسیژن قوی تر شده و و کمپلکس پایدارتری تشکیل شده است.

در دهه اخیر هیدروژن به عنوان بهترین جایگزین برای حمل انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مشکلات عدیده ای که سوخت های فسیلی دارند، از جمله آلودگی هوا، تخریب لایه اوزون، گرمایش کره زمین، و هیدروژن به دلیل اینکه بعد از سوختن فقط بخار آب تولید می کند و باعث هیچ اثر مخربی نیست، جایگزین بسیار ایده آلی است. هیدروژن بعد از سوختن در حدود سه برابر سوخت های فسیلی انرژی آزاد می کند، و از طرفی فراوانی و سنتز بسیار آسان آن سبب شده است تا توجه محققان را به خود جلب کند. تحقیقات اخیرنشان می دهد ترکیبات نانو ساختار کربن برای جذب هیدروژن بسیار مورد توجه اند. در این تحقیق ذخیره سازی هیدروژن بر روی کوچکترین فولرن، که سطح آن توسط لیتیم، سدیم و کلسیم پوشانده شده است، بررسی شد.محاسبات توسط نظریه تابعی چگال، در سطح محاسباتی mpw1pw91 و تابع پایه 6-311++g** توسط نرم افزار گوسین انجام شد. محاسبات نشان داد که فلز با انرژی اتصال بسیار قوی بین دو حلقه پنج ضلعی جذب می شود. انتقال بار بین فلز و نانو خوشه c20 توجیه کننده این اتصال بسیار قوی است. بعد از اینکه فلز به فولرن متصل شد، چون دارای بار مثبت است، می تواند عامل القا کننده بار بر روی هیدروژن باشد. مکانیسم جذب هیدروژن به این صورت است که، بار مثبت فلز سبب ایجاد یک چهار قطبی بر روی مولکول هیدروژن می شود، و اندرکنش الکترواستاتیک بین چهار قطبی و بار مثبت فلز عامل جاذب هیدروژن می باشد. در این مطالعه نشان داده شد که هر فلز لیتیم قادر به جذب 4 مولکول هیدروژن است. در صورتیکه سدیم و کلسیم می توانند هر کدام 3 مولکول هیدروژن جذب نمایند. طبق مصوبه سازمان انرژی آمریکا تا سال 2015 ترکیباتی که دارای 9 % وزنی جذب باشند مورد تاییدند. c20li6 با ظرفیت ذخیره 5/14% وزنی، مورد تایید doe می باشد. امیدواریم این نتایج بتواند راهگشایی برای محققان باشد، تا بتوان روشهای جدیدی برای ترکیبات ذخیره کننده هیدروژن پیداکرد.

چکیده بخش 1: نانوذرات دوفلزی پالادیم- نقره ی پایدار شده از پلی وینیل پیرولیدون با روش کاهش همزمان نمک های یونی نقره نیترات و پالادیم نیترات دو آبه در حضور و غیاب امواج فراصوت به ترتیب با میانگین اندازه ی 9 و 6 نانومتر تهیه شدند. نانوذرات تهیه شده با شش روش شامل پراش اشعه ی ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا، طیف بینی ماوراء بنفش، میکروسکوپ تونل زنی پویشی و آنالیز تفرق انرژی اشعه ی ایکس مشخصه یابی شدند. خواص رئولوژی نانوذرات دوفلزی پالادیم-نقره در سیال پایه ی اتیلن گلیکول با کسرهای جرمی 2 تا 5 درصد و در دماهای مختلف، هم به صورت تجربی و هم نظری مطالعه شد. نتایج تجربی نشان داد که ویسکوزیته ی سیال پایه ی اتیلن گلیکول شامل نانوذرات دوفلزی پالادیم-نقره با افزایش کسر جرمی و دما به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. هنگامی که 5 درصد نانوذرات در دمای 20 درجه ی سانتی گراد به اتیلن گلیکول اضافه شد ویسکوزیته ی آن به اندازه ی 58/31 درصد افزایش یافت. رسانش الکتریکی نانوذرات دوفلزی پالادیم-نقره در آب مقطر در کسرهای جرمی و دماهای مختلف اندازه گیری شد. هنگامی که 1 درصد جرمی نانوذرات در دمای 25 درجه ی سانتی گراد به آب مقطر اضافه شد رسانش الکتریکی آن به اندازه ی 3841 درصد افزایش یافت. بر اساس یافته های ما، اندازه گیری خواص رئولوژی و همچنین رسانش الکتریکی نانوسیالات شامل نانوذرات دوفلزی پالادیم-نقره در اتیلن گلیکول و آب مقطر برای اولین بار انجام می شود. بخش 2: درک ساختار مایعات یونی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در کار حاضر، ساختارهای کاتیون، آنیون و جفت یون های کاتیون-آنیون چهار مایع یونی بر پایه ی ایمیدازولیوم [cnmim][ntf2] با طول زنجیره متغیر (8 و 6 ،4 ،2n=) به طور سیستماتیک در سطح b3lyp/6-311g** با روش dft بهینه شدند. انتساب های طیف های تجربی رامان، مادون قرمز میانه و دور به طور کامل انجام شد و با استفاده از روش dft تحلیل شدند. با استفاده از نتایج محاسبات فرکانس در سطح b3lyp با مجموعه پایه های ذکرشده و بدون هر گونه مقیاس بندی، خطای برهم نهش مجموعه ی پایه و تصحیحات انرژی نقطه ی صفر به دست آورده شد. بر اساس توزیع بارهای مولیکن محاسبه شده روی آنیون و کاتیون، انتظار می رود که برهم کنش بین -[ntf2] و +[cnmim] در نواحی دارای بار مثبت یا منفی بیشتر اتفاق بیفتد. سیزده کنفورمر برای جفت یون [c2mim][ntf2] بهینه شدند. پایدارترین ساختار جفت یون [c2mim][ntf2] نشان می دهد که برهم کنش های پیوند هیدروژنی بین اتم های اکسیژن آنیون ?[ntf_2]?^- و هیدروژن متصل به کربن 12 حلقه ی ایمیدازولیوم نقش مهمی در تشکیل جفت یون دارد. مشخص شد که در پایدارترین کنفورمر [c2mim][ntf2] چهار پیوند هیدروژنی وجود دارد. قوی ترین و ضعیف ترین پیوندهای هیدروژنی به ترتیب برای [c2mim][ntf2] و [c8mim][ntf2] به دست آمدند. بر اساس نتایج محاسبات، ترتیب پایداری مشابه با روند ترتیب انرژی های نسبی می باشد. با افزایش تعداد گروه های ch2زنجیره، انرژی برهم کنش کاهش می یابد و درنتیجه، مایعات یونی ناپایدارتر می شوند. نوارهای رامان و مادون قرمز منتسب به پیوند c12-h3 حلقه ی ایمیدازولیوم برای مطالعه ی مایعات یونی با گروه های آلکیل مختلف استفاده می شوند. در مقایسه با ?[c_n mim]?^(+ )آزاد، قدرت پیوندهایc12-h3 در حلقه ی ایمیدازولیوم، به خاطر تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی تضعیف می شود. جابه جایی به سوی قرمز به میزان 290، 262، 258 و cm-1 257 به ترتیب برای ارتعاشات کششی ?[c_2 mim]?^+، ?[c_4 mim]?^+،?[c_6 mim]?^+ و ? [c_8 mim]?^+ مربوط به c12-h3 مشاهده شد. با افزایش طول زنجیره، قدرت پیوندهای هیدروژنی به دلیل ازدیاد طول پیوند c12-h3 کاهش می یابد و در مقایسه با کاتیون های آزاد، تغییرات کمتری در ارتعاشات کششی این پیوند مشاهده خواهد شد. بر اساس یافته های ما، این بررسی نخستین تحقیقی است که far-ir مربوط به [c6mim][ntf2] و [c8mim][ntf2] را گزارش می دهد. همچنین اولین مطالعه mid-ir و far-irمایع یونی [c8mim][ntf2] است که با جزئیات کامل گزارش می شود.