电场作用下C60富勒烯分子的几何构形与电子结构

采用分子动力学与半经验量子力学相结合的方法,对不同强度电场作用下C60富勒烯分子的体积、形变、电荷分布、偶极矩、系统能量、分子轨道能级等进行了计算,分析了外加电场对C60富勒烯分子几何构形、电子结构的影响.研究结果表明:①在电场作用下,C60富勒烯发生极化,分子沿电场方向伸长,沿垂直电场的方向缩短,体积膨胀.当电场强度增至0.102 a.u.时,C60分子构形破坏.②随着外加电场强度的增加,C60分子的偶极矩增大,系统能量、LUMO,HOMO能级减小,但LUMD,HOMO之间的能隙却先是减小,然后增大.     

激光照射下富勒烯稳定性的研究

本文研究了富勒烯固体在较弱激光照射下随时间变化的拉曼光谱。结果表明 ,富勒烯固体在激光照射下随时间发生裂解形成石墨和无定形碳 ,同时发生了 C6 0 的光致聚合效应。     

三种C240异构体分子的AM1研究

采用RHF水平的AM1半经验量子化学方法,计算了线性4C60富勒烯聚合体、花生壳状4C60富勒烯聚合体,以及C240纳米碳管等三种C240异构体分子的几何构型、电子结构、分子能量,以及疏水常数LogP、极化率、偶极矩等物理化学特性,讨论了三种C240异构体分子的几何构型、前线分子轨道及能级、净电荷分布与静电势、分子能量等特性的差异.研究表明,三种C240分子的生成均为吸热,它们的稳定性依次排序为:C240纳米碳管>花生壳状4C60>线性4C60.     

内掺氮富勒烯N_2@C_(60)的几何结构和电子性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对内掺氮富勒烯N2@C60的几何结构和电子性质进行计算研究.发现在N2@C60中,氮倾向以分子形式存在于C60中心处.键长分析、能级图、态密度图和电荷分析表明内掺氮分子对C60几何结构和电子结构带来的影响甚微.     

C_(60)团簇和碳纳米管的空间构型及性质研究

从团簇的基本概念,研究的方向,制备以及检测出发,研究了C60团簇和碳纳米管的制备,检测及其空间构型,着重分别研究了C60团簇与碳纳米管内部成键状态、导电性、强度和硬度的研究,这为我们研究碳团簇性能具有重要的应用价值。     

C60、C60F60及C60H60“分子滚珠”的压缩特性与电子结构

采用量子分子动力学技术,模拟了C60、C60F60与C60H60分子的压缩过程,计算了这些"分子滚珠"受压变形后的电子结构.根据计算结果,对比、分析了三种分子的压缩力学特性以及压缩变形对其电子结构的影响.研究表明,1)三种分子的抗压缩载荷与能量吸收能力有C60F60＞C60H60＞C60的排序,但抗变形能力相当;2)随着压缩变形的增大,三种分子的化学活性增加,但相同应变下,C60F60和C60H60分子有着比C60更好的化学稳定性.     

C60富勒烯及其非经典衍生物:C58,C59和C62的第一性原理计算

利用密度泛涵理论对具有四元环、五元环、六元环、七元环、八元环和九元环等的C60富勒烯及其非经典衍生物:C62,C60,C59和C58共8个笼状分子进行了结构优化和电子结构计算,得到平衡构型下的结合能、HOMO-LUMO能隙、电离能、电子亲和能.对具有缺陷环的富勒烯,还研究了H2分子的贯穿行为,讨论了贯穿势垒与缺陷环尺寸的关系.     

PuO分子激发态的外场效应

在相对论有效原子实势近似下,用B3LYP密度泛函方法计算优化得到了分子轴方向不同电场(-0.005~0.005a.u.)作用下,PuO的基态C∞V(X7-)几何结构、偶极矩和分子总能量。在优化构型下,用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP),研究了同样外电场条件下,对PuO的激发能的影响。计算结果表明,在外场作用下,对PuO的前5个激发态电子跃迁光谱属于远红外光谱,波长为2 064.7~18 900.0nm,这是钚原子的奇异特征;激发能与外电场的关系近似满足Grozema等人提出的关系。     

电场作用下S修饰C24N24从CO2/N2混合气体中选择性吸附

在燃烧后气体中选择性捕获CO2,对减缓因CO2浓度过高引发的环境问题具有十分重要的意义。本文采用第一性原理计算的方法,研究了外加电场作用下S修饰C24N24富勒烯对CO2的选择性吸附性能。首先研究了S@C24N24的结构和性质,发现其具有良好的稳定性。其次,研究了无电场时S修饰C24N24富勒烯对CO2的吸附行为,发现其吸附为弱的物理吸附。另外,进一步研究了外加电场作用下S@C24N24对CO2的吸附行为。结果表明,结合距离（CO2与S）和CO2的键角（O=C=O）随电场的增大而减小;当电场增加到0.018 au时,物理吸附转变为化学吸附。关闭电场时,化学吸附又转化为物理吸附。此外,即使在相同的电场条件下,S修饰C24N24富勒烯对N2的吸附也为弱的物理吸附。这表明,通过控制外加电场的开/关,S@C24N24可以从CO2/N2混合气体中选择性捕获/释放CO2,可作为选择性捕获CO2的优良候选材料。     

双噻吩基四硫富瓦烯富勒烯C60几何构型与电子结构的理论研究

利用半经验AM1法研究双噻吩基四硫富瓦烯富勒烯 C60 (BTTTF C60 )和四硫富瓦烯 C60 (TTF C60 )的几何构型、电子结构和前线轨道 .计算结果显示 ,两化合物的TTF面发生弯曲 ,形成独特的空间构型 ,电子结构的分析表明其原因是由C60与TTF或BTTTF的相互作用引起的 .C60的LUMO能与BTTTF的HOMO能接近 ,易发生D A反应 ,形成BTTTF C60 .BTTTF C60和TTF C60的LUMO能仍较低 .LUMO分布集中在C60部分 ,表明BTTTF C60的C60母体仍可接受电子 .另外对两分子的电荷分布、HOMO及LUMO的分析比较 ,表明所设计的BTTTF C60分子可能产生与TTF C60分子类似的电荷分离态     

覆金滤纸上的金纳米颗粒的尺度对C_(60)/C_(70) 的SERS影响(英文)

表面增强拉曼散射(SERS)光谱对于研究薄膜材料的界面特性及其在基质表面的吸附行为有非常重要的意义。本文在非水体系得到了一系列高质量的C6 0 /C70 SERS谱(其增强因子达1 0 5) ,并通过对不同粒径条件下的C6 0 /C70 SERS谱进行广泛的比较研究,发现覆金滤纸上金纳米颗粒的尺度是C6 0 /C70 的SERS效应很灵敏的影响因素。丰富了SERS机制非水体系的实验证据,更为富勒烯薄膜材料提供了一套SERS光谱检测的优化方法和思路     

用杂化CIS-DFT方法研究外电场对乙烯激发态的影响

采用杂化CIS-DFT方法研究了外电场对乙烯分子基态和激发态性质的影响，结果表明外电场对分子几何结构，总能量，偶极矩，极化率，振子强度和激发能有显著影响。CIS-DFT的优点在于它能确定外场下分子的对称性并且给出正确的激发顺序以及分子轨道的电子组态，由此导出乙烯分子的激发态，计算结果与实验一致。首次研究了乙烯分子的外电场效应。与其他从头算方法相比，杂化CIS-DFT方法计算精度和效率相对较高，可用于研究大分子体系。     

C_(60)在室温有机溶剂中荧光的研究

本文在室温下对C60分别在吡啶、甲苯和乙腈中的荧光了研究,实验表明:C60在吡啶中的荧光由以440nm、570nm和700nm为中心的三个荧光带组成;C60在甲苯中的荧光由以430nm和700nm为中心的两个荧光带组成;C60在乙腈中的荧光由以570nm和700nm为中心的两个荧光带组成。经比较分析发现C60-有机溶剂体系700nm区域的荧光带的发射与溶剂的种类无关,而440nm和570nm区域的荧光带及其精细结构可以反映C60与溶剂分子的特殊相互作用。进一步提出C60-吡啶体系以570nm为中心的荧光带是由吡啶分子通过含孤对电子的N与C60形成的电荷转移络合物发出的。     

用杂化CIS-DFT方法研究外电场对乙烯激发态的影响

采用杂化CIS-DFT方法研究了外电场对乙烯分子基态和激发态性质的影响,结果表明外电场对分子几何结构,总能量,偶极矩,极化率,振子强度和激发能有显著影响.CIS-DFT的优点在于能确定外场下分子的对称性,给出正确的激发顺序以及分子轨道的电子组态,由此导出乙烯分子的激发态,结果与实验一致.首次研究了乙烯分子的外电场效应.与其他从头算方法相比,杂化CIS-DFT方法计算精确和效率相对较高,可用于研究大分子体系.     

室温下吡啶溶液中的富勒稀荧光研究(英文)

室温下,在C6 0 -吡啶溶液中观察到了3 99nm到75 0nm范围内C6 0 丰富的荧光峰。C6 0 和吡啶之间的相互作用,破坏了C6 0 分子的高度对称性,从而放松了选择定则,使得荧光辐射率增强。这种相互作用也被C6 0 -吡啶溶液中C6 0 的电化学还原和表面增强拉曼散射证实。     

不同激发波长下C_(60)/C_(70)的荧光研究(英文)

在室温吡啶溶液中得到了较以往丰富的C6 0 /C70 荧光谱,研究了其荧光谱随激发波长的变化,并且比较了C6 0 和C70 的荧光谱     

新型含能富勒烯衍生物的合成研究

 利用N-甲基甘氨酸、2，4-二硝基苯甲醛和C₆₀反应，合成分离出了含有两个硝基的新型富勒烯吡咯烷衍生物1，并对其工艺条件进行了研究，探讨了反应物剂量比、温度和时间对产物1产率的影响，得到了合成产物1的最佳工艺条件：反应物剂量比为1∶2∶6、温度为95 ℃、反应时间为40 h，此时产物1产率可达到65.8%（以消耗的C₆₀计）。同时用¹H NMR、FT-IR、MS、UV-Vis等光谱手段确定了产物1的分子结构。     

On the Interference of Fullerenes and Other Massive Particles

We report the results of an optical analogue of the fullerene molecule diffraction experiment. Our results, and an analysis of the fullerene experiment, suggest that the patterns observed in the latter can be explained using a localized particle model. There is no evidence that the grating period contributed to the published fullerene diffraction pattern. De Broglie waves, if they exist, are unlikely to have played a significant part in the fullerene diffraction experiment. The observed patterns are not consistent with those expected according to wave theory for the experimental geometry corresponding to the slit-detector system and the de Broglie wavelength. The measurements were performed in the near field, making the demonstration of wave properties difficult. We outline a new classical approach to the electron and neutron interference experiments. The magnetic moment is crucial to this model, which emphasizes a mechanism for generating narrow-band continuum X-radiation. Some experiments are proposed which can decide between the suggested model and quantum mechanics, and which can also rule out an alternative stochastic model.     

外电场作用下SiO电子结构特性研究

在得到SiO分子基态稳定构型的基础上，选用B3P86/6-311++g(d，p)方法优化得到了不同外电场(-0.03—0.03a.u.)下SiO分子基态的稳定电子结构，研究了外电场对SiO分子基态键长、能量、电荷分布、能级分布，能隙及红外光谱的影响规律.结果表明，分子结构与电场呈现强烈的依赖关系，且对电场的方向依赖呈现出不对称性.同时在正向外电场逐渐增大的过程中，SiO分子能隙始终处于减小趋势，占据轨道的电子易于激发至空轨道，因而为研究材料的电致发光机理奠定了一定的理论基础.