芴二聚体三重激发态能量转移的理论研究

利用电子结构计算和电子转移速率理论,研究了芴二聚体的三重激发态能量转移过程. 应用限制性密度泛函理论构造得到非绝热态后,计算了控制能量转移的两个重要参数{电子耦合强度和重组能. 电子耦合强度的波动利用电子动力学模拟计算. 通过对上述参数相关函数的计算,成功得到了体系哈密顿量的对角元和非对角元波动,并应用微扰理论和波包扩散方法得到了能量转移速率. 结果表明,静态和动态的波动都明显地增加了能量转移速率,但是动态波动导致的速度增加却小于静态波动.     

氮杂环配体对卤化亚铜配合物发光机制影响的理论研究

为深入探讨卤化亚铜配合物的发光机制，运用密度泛函理论和含时密度泛函理论的计算方法研究了三个结构相似的溴化亚铜配合物(CuBr-py、CuBr-iq、CuBr-nap)。研究结果表明，CuBr-py和CuBr-nap,电子和空穴重叠程度小，导致其ΔE_ST较小；S₁与T₁间的重组能较小，使其可快速地完成反系间窜越过程，实现热活化延迟荧光(TADF)。此外，与CuBr-nap相比，CuBr-py自旋轨道耦合作用强，其磷光速率也较大，因此其具有TADF和磷光双通道发光特性。而CuBr-iq中喹啉环的存在增大了电子和空穴的重叠程度，ΔE_ST增大；同时S₁与T₁间的重组能较大，T₁无法顺利通过RISC过程回到S₁,导致其最终呈现出磷光特性。这些理论计算结果与实验现象一致，且揭示了N杂环配体结构对于卤化亚铜配合物发光机制的影响规律，为设计和合成稳定高效的发光材料提供了有价值的理论指导。     

锇嵌入石墨烯催化CO还原N2O反应机理的密度泛函理论研究

N₂O和CO都是大气污染物，过渡金属催化CO还原N₂O是同时消除它们的有效方法。金属分散于或嵌入石墨烯、氮化碳等二维材料是提高催化性能的有效手段之一。结合相对论赝势，运用UPBE0方法优化了锇单原子嵌入石墨烯催化CO还原N₂O循环反应路径上各驻点的几何结构、并计算了热力学函数，进而推测了该催化反应的机理。结果表明该反应存在N₂O先吸附(路径a)和CO先吸附(路径b)两种反应历程。路径(a)和路径(b)的表观自由能垒ΔE分别为108.28和135.92 kJ/mol。其中(a)为优势路径，反应可以沿该路径在比较温和的条件下进行。     

Non-Condon电子转移速率理论与含时波包方法

随着电子转移理论在化学、材料科学、生物医学等领域的广泛应用,人们针对不同体系提出了多种电子转移理论模型。本文主要总结了近年来我们在non-Condon电子转移理论以及含时波包方法等方面的相关工作。首先阐述包含non-Condon效应的电子转移速率理论并用于二噻吩四硫富瓦烯有机半导体迁移率的计算。而后介绍了包含量子相干效应的含时波包方法,并初步用于研究二聚芴分子三三态能量转移过程。另外,本文还阐述了如何采用量子化学计算获得电子转移速率的结构参数。