异双核X-M之间的磁耦合交换作用: Keggin型杂多酸衍生物[M(H2O)XW11O39]7-(X=FeⅢ, CoⅢ; M=CoⅡ)的密度泛函研究

采用DFT-BS方法研究异双核的Keggin型杂多酸衍生物[M(H2O)XW11O39]7-(Ⅰ: X=FeⅢ, M=CoⅡ; Ⅱ: X=CoⅢ, M=CoⅡ)的磁耦合作用, 计算得到耦合常数(J)为负值, 表明所研究体系具有反铁磁性; J值大小顺序为|J(Ⅰ)|<|J(Ⅱ)|, 说明磁耦合作用增强; 体系Ⅰ与Ⅱ相比, X由FeⅢ变成CoⅢ, M不变, 桥氧原子Ob和Ob2(O′b2)上的自旋密度增大, 进一步从相关BS态的磁轨道比较得出, 体系Ⅱ中轨道重叠程度大于体系Ⅰ, 结果使X-M之间的反铁磁耦合作用加强.     

密度泛函研究双核Mn^Ⅱ取代的杂多酸[Mn2^Ⅱ（X^n＋Mo9O^33）2]2^（n-10）-（X=P^Ⅴ,As^Ⅴ,Se^Ⅵ）的磁耦合交换作用

运用密度泛函理论结合对称性破缺方法（DFT-BS）研究了双锰取代的三明治型多酸阴离子[Mn2^Ⅱ（X^n＋Mo9O^33）2]2^（n-10）-（X=P^Ⅴ,As^Ⅴ,Se^Ⅵ）的磁交换作用.计算得到的磁交换耦合常数（J）为负值,表明在这类体系中存在反铁磁交换作用;进一步从几何,自旋密度分布和前线轨道组成方面分析了中心杂原子X对磁交换耦合的影响,结果表明随着随着中心杂原子X的改变（P^V–As^V–Se^V）,影响到中心双核锰和桥氧构成的磁簇的结构,Mn1…Mn2距离有所增大,Ob…Ob距离有所缩短,从而减弱了超交换途径的有效性,反铁磁耦合常数J的数值依次减小.     

Lindqvist型钼酸盐修饰的碳纳米管二阶非线性光学性质的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)方法研究了[Mo₆O₁₉]^2-修饰的单壁碳纳米管的非线性光学(NLO)性质. 结果表明, [Mo₆O₁₉]^2-修饰的单壁碳纳米管作为特殊的有机-无机杂化体系, 具有显著的二阶非线性光学响应. 通过调整[Mo₆O₁₉]^2-与纳米管之间的角度, 体系的稳定性显示出规律性的变化趋势, 且二阶NLO响应发生了变化. 对静场二阶极化率(β_vec)有主要贡献的电子跃迁特征表明, [Mo₆O₁₉]^2-与碳纳米管之间角度的改变影响了分子内的给受体特征. 当角度达到30°时, 化合物显示出最大的β_vec值, 此时杂多阴离子簇为电子受体, 而碳纳米管为电子给体. 此外, 在碳纳米管的端位连接电子给体(如氨基)可有效地增大β_vec值.     

巴比妥酸葡萄糖基取代衍生物电子光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

应用量子化学AM1半经验方法分别对巴比妥酸及硫代巴比妥酸的葡萄糖基系列取代衍生物B_1-5和T_1-5进行几何优化。基于优化后的稳定构型，利用INDO/CI方法计算其电子光谱。同时，根据完全态求和(SOS)公式计算其二阶非线性光学系数。结果显示，当葡萄糖基单元数增加时，无论是巴比妥酸衍生物还是硫代巴比妥酸衍生物，|β_μ| 均增大，尤其是硫代巴比妥酸衍生物增大更为显著，表明此种非共轭取代基同样可以改善材料的非线性光学性质。此外，随葡萄糖基链增长时，光谱的变化并不十分显著，且由于所有吸收带均在紫外光区内，因此推测所有体系均有望成为具有高度透明性的非线性光学侯选材料。     

二缺位γ-Keggin型多金属氧酸盐电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了二缺位γ-Keggin型[γ-Xn+W10O36](12-n)-(X=AlⅢ,SiⅣ,PⅤ,SⅥ,GaⅢ,GeⅣ,AsⅤ,SeⅥ)阴离子的儿何结构和电子性质结果表明,在二缺位γ-Keggin型阴离子中,中心四面体氧原子Oa与中心杂原子及钨原子间的键长[d(X-Oa)及d(W-Oa)]...     

新型室温熔盐二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂-乙酰胺体系的谱学研究

从分析二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)与乙酰胺形成熔盐的作用机制出发,通过红外和拉曼光谱的谱学分析并应用非局部密度泛函方法进行量化计算来对二者的相互作用进行了讨论.发现乙酰胺通过Li—O键与LiTFSI中Li+配位而破坏了LiTFSI的离子键,形成很大的配位阳离子,且正电荷被屏蔽在乙酰胺分子中;而TFSI-离子中电荷的部分离域导致电荷被终端—CF3基团屏蔽在整个分子中,这样两个大的阴阳离子间的库伦作用很弱;同时Li—O配位也导致乙酰胺分子间的氢键断裂,因而室温下体系以液体状态稳定存在.     

Lindqvist型[M6-nMonO19]p-阴离子（M=W,Nb,Ta）电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法探讨了取代Mo原子对[W6-nMonO19]2-,[Nb6-nMonO19]p-和[Ta6-nMonO19]p-体系的M—Ot(M=W,Nb,Ta)键的活化作用.计算结果表明,随着取代Mo原子数的增多,[M6-nMonO19]2-(M=W,Nb,Ta)中M—Ot键的键能逐渐减小,因此Mo原子的引入使M—Ot键活化.在[W6-nMonO19]2-中,Mo—Ot键的键能小于W—Ot键的键能,因此,Mo—Ot键比W—Ot键易断裂,与实验结果一致.而在[Nb6-nMonO19]p-和[Ta6-nMonO19]p-体系中,Mo—Ot键的键能大于M—Ot(M=Nb,Ta)键的键能.Nb和Ta原子的端氧Ot的电荷大于Mo原子的端氧Ot的电荷,初步预测,当[Nb6-nMonO19]p-和[Ta6-nMonO19]p-与有机胺反应时,Nb—Ot和Ta—Ot键优先断裂,易与有机胺的氮原子成键.     

淀粉系高吸水性树脂反应中间体稳定性及反应活性的量子化学研究

运用abinitioUHF方法和DFTUB3LYP方法在6-31G基组水平下对淀粉系高吸水性树脂反应中间体的模型体系进行几何构型优化.针对每类自由基对应得到的两种典型的构象异构体(1_a,1_b和2_a,2_b),进行稳定性和反应活性分析.构型1_a和2_b的总能量相对较低.比较4个模型体系的前线分子轨道,构型1_a的能隙较小,同时HOMO能量较高,易给出电子,LUMO能量较低,易得电子,有利于电子转移,因而有较好的反应活性.自由基自旋密度主要集聚在C2或C3上,未有较大弥散,同时也是前线MO主要布居位置和重要的反应活性部位.对构型1_a与丙烯酸模型分子形成的复合物分析表明,两者的反应未经过过渡态,在瞬间即可完成.     

染料敏化太阳能电池中过渡金属取代的Keggin型磷钨酸盐染料性能的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法系统研究了过渡金属取代的Keggin型磷钨酸盐染料的电子性质、吸收光谱和相关性能参数.结果表明,与实验合成的[PW_(11)O_(39)Rh CH_2COOH]~(5-)(1)体系相比,[PW_(11)O_(39)MCH_2COOH]~(n-)[M=Ru~Ⅱ(2),Ir~Ⅲ(3),Os~Ⅱ(4),Co~Ⅲ(5)]体系的吸收光谱均有所红移,其中M为OsⅡ的体系4的吸收光谱在可见光区域有宽而强的吸收.此外,体系4具有较高的电子注入效率和光捕获效率,有望成为性能良好的染料敏化剂.     

MeO-取代苯二胺类双希夫碱的二阶非线性光学性质的理论研究

采用量子化学有限场FF/HF方法，计算了水杨醛缩苯胺类双希夫碱及春衍生物的电子结构及二阶非线性光学系数。在分子水平上考察了电子给体、受体对二阶非线性光学系数的影响。结果表明，取代衍生物的二阶非线性光学系数均大于非取代母体，其中在苯二胺桥上连有吸电子基，在亚水杨基上连有给电子基，基衍生物的β值最大，为母体分子的5倍。