可溶性聚[3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)噻吩]的光谱性质

研究了中性和经FeCI3掺杂后聚[3-(2, 2, 3, 3-四氟丙氧基)噻吩](P3FT)溶液的光谱性质。中性P3FT具有特殊的溶剂色效应, 其甲醇 溶液的溶剂化吸收带强度随P3FT浓度增大而增强, 该吸收带是高分子链与链之间的相互作用(即聚合物的聚集态结构)的反映。用电子光谱跟踪FeCI3掺杂P3FT的过程, 结果表明, P3DT随着掺杂程度的增大, 载流子由极化子转变成双极化子, 且双极化子的能级位于禁带中间, 与孤子相似。     

1,8-萘酰亚胺类衍生物的结构及紫外-可见吸收光谱

用密度泛函方法(DFT)优化了一系列1,8-萘酰亚胺衍生物, 用含时密度泛函(TDDFT)和导体极化连续模型(CPCM)计算了它们在气相、环己烷和二氯甲烷溶剂条件下的紫外可见吸收光谱. 计算结果表明, 优化的几何结构和X射线晶体结构数据吻合较好. 萘环4和5位胺基上取代基团(氢基、甲基、苯基和萘基)的变化使得它与萘酰亚胺部分的连接键长(N—C)变长、电荷转移增强、带隙降低. 溶剂化显色效应和前线轨道电子云一致表明此类物质的最大吸收峰对应π-π*跃迁. 异构体A中的分子内电荷转移增大和带隙的降低是它的紫外吸收光谱最大吸收峰比异构体B的发生红移的主要原因.     

Mn掺杂GaN的电子结构及光学性质

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法(PWP)计算Mn掺杂GaN(Ga1-xMnN)晶体的电子结构及光学性质,详细讨论掺杂后电子结构的变化.计算表明,Mn掺杂GaN使得Mn 3d与N 2p轨道杂化,产生自旋极化杂质带,Ga1-xMnxN表现为半金属性,非常适于自旋注入,说明该种材料是实现自旋电子器件的理想材料.另结合实验结果分析掺杂后体系的光学性质,发现吸收谱在1.3 eV处出现吸收峰,吸收系数随Mn2+浓度增加而增大.分析表明,该峰是源于Mn2+离子e态与t2态间的带内跃迁.     

双[1,2-二(三氟甲基)乙烯-1,2-二硫基]镍与丁二烯反应的溶剂效应

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31G(d)水平上研究了双[1,2-二(三氟甲基)乙烯-1,2-二硫基]镍(Ni[S2C2(CF3)2]2)与丁二烯的反应机理.采用极化连续介质模型(PCM),考察了溶剂对各反应驻点的电荷分布、偶极矩、溶剂化自由能的影响.计算结果表明:Ni[S2C2(CF3)2]2与丁二烯的反应为前线轨道对称性匹配的协同反应,溶剂介电常数的增大有利于稳定各反应驻点.同时在同种溶剂中,过渡态和产物稳定的程度大于反应物,从而反应更加容易进行.     

B、N原子掺杂超长扶手椅型碳纳米管的GTOs-PBC方法研究

使用密度泛函B3LYP/3-21G*方法,并用周期边界条件模型,计算了B、N掺杂纳米管的结构参数、掺杂能量、能带结构和能隙.研究表明,碳纳米管掺杂B、N原子后,能隙均增大,变为半导体.B原子掺杂的碳纳米管具有直接带隙,而N原子掺杂则具有间接带隙,B掺杂的(6,6)和(9,9)管以及N掺杂的(6,6)和(9,9)管的能隙...     

聚3-辛基噻吩/MWNTs复合材料的导电性能研究

采用在氯仿溶液中超声共混, 制备聚3-辛基噻吩(P3OT)和多壁碳纳米管(MWNTs)复合材料. 当MWNTs掺杂量为3%时复合材料的电导率为1.43 S•m－1, 达到纯MWNTs的电导率水平. 用FTIR光谱, TG, UV-Vis光谱, XPS和FESEM进行研究分析, 认为MWNTs的离域电子与P3OT主链上的π电子之间形成π-π共轭, 增加了P3OT主链的有效共轭度, 被掺杂的P3OT具有很高的电导率, 提高了复合材料的导电性能. MWNTs与被掺杂的P3OT组成相对独立的导体单元, 对复合材料的导电网络形成起着主要作用.     

低量镱掺杂TiO2纳米光催化剂的溶胶-溶剂热制备及光活性

利用溶胶-溶剂热技术制备了锐钛矿型Yb掺杂和未掺杂TiO2纳米粒子,以亚甲基蓝(MB)溶液在紫外光和可见光照射下的光催化脱色率评价其光活性,考察了溶剂热温度、Yb掺杂量和焙烧温度对样品光活性的影响;结合XRD,BET,XPS,FT-IR,DRS和PL表征手段,探讨了Yb掺杂对TiO2光活性的影响机制.结果表明,低量Yb掺杂不仅显著提高TiO2的紫外光活性,也明显提高其可见光活性.Yb掺杂调整TiO2带隙内部电子分布状态,有效抑制光生e-/h+复合,提高量子效率;并且增加表面羟基,增大比表面积,改善表面织构特性,致使紫外光活性提高.然而Yb掺杂并未引起紫外吸收带边红移,其可见光活性的提高应归因于Yb掺杂强化了表面吸附染料的敏化作用.     

导电高聚物的EXAFS研究(Ⅱ)FeCl_3掺杂的聚噻吩

聚噻吩是一种共轭有机高聚物,其结构如图1所示。类似于聚乙炔,经电子受体掺杂后的聚噻吩,呈现出较高的电导率。为了阐明导电高聚物的电导机制,必须搞清掺杂后掺杂剂的化学结构和高分子链与掺杂剂之间的相互作用。前文我们报道了用扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)谱对H_2PtCl_6·6H_2O掺杂聚乙炔的研究,本文报道对FeCl_3掺杂聚噻吩的研究结果。     

溶剂沸点对聚(3-己基噻吩)薄膜内链结构与分子取向的影响

以聚(3-己基噻吩)(P3HT)为研究对象,借助荧光相关光谱、紫外-可见光谱和掠角红外光谱考察了溶剂性质对旋涂膜内P3HT的链结构与分子取向的影响。结果表明:溶液中P3HT的分子链构象受溶解度的影响,当P3HT溶解在溶解性好的良溶剂中时,链构象更伸展;固体薄膜内P3HT的物理结构却不受其在溶剂中溶解度大小的影响而具有沸点依赖性,溶解在高沸点溶剂中的P3HT旋涂后,薄膜内P3HT主链平面性与π-π相互作用均得到提高;此外,溶剂沸点的增加导致分子取向由"面朝上"方式转变为"边朝上"方式。     

2-(2-甲基烯丙基)-3-(3-甲基-1,2-丁二烯基)环己-2-烯酮重排生成八元环化合物反应机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)方法研究了2-(2-甲基丙烯基)-3-(3-甲基-1,2-丁二烯基)环己-2-烯酮重排生成八元环化合物在气相中的反应机理. 考虑了两条可能的反应途径: 途径1包含5个过程, 途径2包含两个过程. 从能量上看, 两条途径的决定速度步均是[1,5]氢迁移. 采用自洽反应场极化连续模型(PCM模型)和极化导体模型(CPCM模型)研究了反应体系在甲苯溶液中的溶剂效应. 结果表明, 气相和溶液中途径2均是较优途径, 并且甲苯对该反应的溶剂化效应不明显. 理论研究结果与实验观察结果一致, 并很好地解释了有关实验现象.     

Cu2+对不同相形态中聚3-己基噻吩光学性质的影响

用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱方法研究了Cu2+分别与稀溶液、分散液和薄膜三种体系中的聚3-己基噻吩(P3HT)的相互作用. 结果表明, P3HT的相形态对其相互作用有重要影响. 在四氢呋喃的稀溶液中, P3HT与Cu2+的溶剂化程度都很高, 它们之间几乎不存在化学作用; 在分散液中, P3HT形成聚集的颗粒, Cu2+的加入产生较弱的氧化掺杂, Cu2+部分进入到分散颗粒中; 在P3HT的薄膜中, Cu2+使链的共轭长度变短, 引起光吸收蓝移.     

某些铁-硫原子簇络合物紫外-可见光谱的研究

本文研究了某些铁-硫原子簇络合物紫外-可见光谱220～230nm吸收带λ_(max)的浓度效应,△λnm随络合物结构对称性增加而减小,随浓度基数增大而变大的变化关系,该类型络合物紫外-可见光谱吸收峰的归属;计算了Fe～Ⅱ分裂能△值;配体上的取代基效应,以及在二氯甲烷等溶剂中的溶剂效应。     

甲酸苯酯氨解反应的机理和溶剂效应的理论研究

采用密度泛函理论方法B3LYP/6-31G(d,p)研究了甲酸苯酯与氨在气相中的反应机理. 考虑了两条可能的反应途径: 中性协同的和中性分步的机理. 采用自洽反应场极化连续模型(CPCM模型)研究了反应体系在水、乙醇和乙腈溶液中反应的溶剂化效应. 计算结果表明气相和溶液中协同机理均是最优途径. 水、乙醇和乙腈溶剂可降低协同途径的活化能, 溶剂化效应的大小对溶剂的极性不敏感.     

5-[2'-氟-4'-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉铝的量子化学研究

应用密度泛函PBE0方法优化5-[2'-氟-4'-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉铝(AlA3)及5-[2'-氟-4'-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉(HA)的几何构型, 用TDDFT法计算其电子光谱, 对电荷转移及金属原子与配体的结合能进行了讨论. 计算结果表明: (1) AlA3配合物较稳定, 但结合能略低于8-羟基喹啉铝(AlQ3). 与AlQ3相比, AlA3的轨道作用较强, 静电作用较弱, 两者之和相近, 但AlA3排斥能较大. (2) 计算AlA3的两个电子吸收峰与实验结果相符. AlA3中的电荷由羟基喹啉基团通过Al原子在不同配体间转移呈现出最大吸收峰, 属于AlQ3类衍生物的特征吸收峰. 因为体系的共轭程度增大使LUMO轨道能降低, 电子跃迁需要的能量减少, 故吸收峰比AlQ3红移; (3) 290 nm吸收峰是电荷由CN基团向羟基喹啉基团转移产生的. 在喹啉环接上5-[2'-氟-4'-溴-苯甲亚胺]基团可望制备出波长更长的发光材料, 且增加了一个较强的吸收峰.     

铕-2-甲硫基烟酸掺杂配合物的合成及荧光性质研究

由2-甲硫基烟酸(HA)与Eu(Ⅲ)合成了二元配合物和13种分别掺杂La(Ⅲ),Y(Ⅲ),Zn(Ⅱ)的三元配合物。通过红外、紫外、元素分析、荧光光谱和热重分析对配合物进行了表征。并着重研究了掺杂离子、溶剂、配合物溶液的浓度对配合物中Eu(Ⅲ)发光性能的影响。紫外光谱显示HA与铕离子配位后其吸收峰强度发生较大改变。红外光谱表明2-甲硫基烟酸中的羧基与铕离子以螯合双齿配位,且单一配合物和掺杂配合物具有相似的配位结构。荧光光谱表明La(Ⅲ),Y(Ⅲ),Zn(Ⅱ)掺杂可以提高铕配合物的荧光强度,其中La(Ⅲ)掺杂荧光强度增强最明显。配合物(Eu0.5Zn0.5)(A)2.5·3H2O以乙醇为溶剂,浓度为5×10-5mol·L-1时,其荧光强度是最强的。     

4-(4-甲氧基苯亚甲基)-2-苯基-5(4H)-噁唑酮纳米带的可控制备及光学特性研究

选取大π共轭体系4-(4-甲氧基苯亚甲基)-2-苯基-5(4H)-噁唑酮作为研究对象,采用再沉淀法制备其纳米晶体,通过研究溶剂、温度、搅拌速度、搅拌时间等因素对所形成的纳米粒子的形貌尺寸的影响,成功制备出了形貌较单一的纳米棒和纳米带结构并进一步考察了它们的紫外吸收和发射光谱,结果表明随着纳米粒子尺寸的增加,其吸收光谱和荧光光谱均出现红移,荧光量子效率随着粒子尺寸的增大略有增大.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅻ.2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮在不良溶剂中的簇集

测定了2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(HMDB)和2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮(HODB)在良溶剂和不良溶剂中的吸收光谱。在不良溶剂(乙二醇-水的混合溶剂)中,带长链的HODB发生簇集。由于簇集体内极性较小,HODB的吸收光谱与其在环己烷中相似。HMDB不发生簇集。     

态定(线性响应)-极化连续模型/含时密度泛函方法研究一种有机发光材料的吸收和发射光谱

3-(二氰亚甲基)-5,5-二甲基-1-(3-[9-(2-乙基-己基)-咔唑基]-乙烯基)环己烷(DCDHCC)是一种用于光电器件中的有机染料,它具有良好的发光特性.我们使用含时密度泛函方法(TD-PBE0,TD-BMK和TD-M06)以及极化连续模型(PCM)计算了该材料在溶剂中的吸收和发射特性.计算中使用了线性响应(LR)、态定(SS)两种溶剂模型和6-31G(d)、6-31+G(d,p)两种基组.计算了DCDHCC在苯、四氢呋喃和丙酮溶剂中的吸收和发射光谱,并与实验观测进行了比较.结果表明:对于吸收光谱的计算,杂化函数的影响大于基组和溶剂模型,在三种函数中BMK更适于研究DCDHCC的吸收光谱;而对于发射光谱,基组的影响最大,基组通过影响激发态构型从而影响发射光谱,对于激发态构型的优化需要使用6-31+G(d,p)基组.我们希望这些研究能对今后设计类似的发光分子有帮助.     

5-[2''-氟-4''-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉铝的量子化学研究

应用密度泛函PBE0方法优化5-[2′-氟-4′-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉铝(AlA3)及5-[2′-氟-4′-溴-苯甲亚胺]-8-羟基喹啉(HA)的几何构型,用TDDFT法计算其电子光谱,对电荷转移及金属原子与配体的结合能进行了讨论.计算结果表明:(1)AlA3配合物较稳定,但结合能略低于8-羟基喹啉铝(AlQ3).与AlQ3相比,AlA3的轨道作用较强,静电作用较弱,两者之和相近,但AlA3排斥能较大.(2)计算AlA3的两个电子吸收峰与实验结果相符.AlA3中的电荷由羟基喹啉基团通过Al原子在不同配体间转移呈现出最大吸收峰,属于AlQ3类衍生物的特征吸收峰.因为体系的共轭程度增大使LUMO轨道能降低,电子跃迁需要的能量减少,故吸收峰比AlQ3红移;(3)290 nm吸收峰是电荷由C N基团向羟基喹啉基团转移产生的.在喹啉环接上5-[2′-氟-4′-溴-苯甲亚胺]基团可望制备出波长更长的发光材料,且增加了一个较强的吸收峰.     

Al掺杂对锐钛矿型TiO2光催化性能影响的研究

采用平面波赝势(PWPP)方法进行密度泛函(DFT)计算,研究了Al掺杂对锐钛矿晶体能带、态密度的影响.分析发现掺杂后Al原子3s和3p轨道上的电子虽然对晶体的价带和导带贡献不大,却诱使导带发生较大程度下移,禁带宽度减小,理论预测可以发生红移.采用低温燃烧合成法制备了Al掺杂锐钛矿型纳米TiO2,紫外-可见吸收光谱检测和甲基橙降解实验证明,Al掺杂TiO2光吸收强度增强,吸收带边界发生红移;光催化性能较纯TiO2有所改善.理论计算结果与实验结果相符.