苯·四氰乙烯电子施受复合物的量子化学研究 Ⅱ.施受体间的取向及能级相关

前文曾用EHMO方法对电子施受复合物C_6H_6·C_2(CN)_4体系的能量及电荷分布和电荷转移进行了计算和讨论.本文进一步对C_6H_6·C_2(CN)_4中C_6H_6的HOMO与C_2(CN)_4的LUMO重叠积分SDA进行计算.计算结果表明,S_(DA)在取向角φ=45°(通过改变起算零点及旋转方向,φ可转化为15°)时最大,而Mulliken重叠与取向原理所预言的取向角为30°.我们对此原理与实际不太符合的原因作了分析.本文还对C_6H_6·C_2(CN)_4的状态和能级进行了剖析,其中每一状态和能级都能在孤立的C_6H_6和C_2(CN)_4中找到相应的状态和能级.我们用微扰理论讨论了此对应关系.     

阳离子-π体系相互作用的理论研究Ⅲ.碱金属阳离子-苯复合物体系的量子化学研究

运用ab initio Hartree-Fock从头算,微扰MP2和密度泛函B3LYP方法在不同的基组水平上对碱金属阳离子-苯复合物体系的可能构型进行了自由优化,得到了复合物的能量最低构型为碱金属阳离子位于苯环平面的正上方,频率计算结果表明该结构为稳定结构.复合物的键长、原子净电荷、分子轨道系数、前沿轨道能量、Mullicken键级等都表明,碱金属阳离子和苯环碳原子之间的作用包含p-π作用方式,碱金属阳离子与苯结合时电子从苯环向碱金属阳离子转移,形成电荷转移复合物.它们之间的结合方式和氢键的结合方式相似,但计算得到的热力学参数表明复合物中碱金属阳离子与苯之间的结合强度远远大于典型的氢键,尤其是锂离子-苯复合物的生成焓已和普通的化学键相当.复合物的红外特征振动频率位于200cm-1附近,对应于碱金属阳离子垂直于苯环平面的来回振动,同时形成复合物后,原来位于3200cm-1的苯的C-H振动红外活性消失.     

非共价型弱作用NAH+·Pic-有机复合物的合成及结构与量子化学研究

烟酰胺(NA)与苦味酸钴[Co(Pic)2·4H2O]在乙醇水混合液中反应,制得氢键连接的有机复合物单晶,该晶体属单钭晶系,空间群为P-1,晶胞参数为a=0.7810(1)nm,b=2.5079(4)nm,c=0.8138(2)nm,β=118.41(10)°,V=1.3968(4)nm3,Z=4,Dc=1.670g/cm3,F(000)=720.运用Gaussian 98量子化学程序包,对该化合物进行从头算研究,探讨了化合物的各原子净电荷分布、稳定性、一些前沿的分子轨道能量和组成特征,并对分子识别、分子间和分子内交互作用进行了讨论.     

聚偶氮乙烯及其异构体分子的稳定性差异和电子性质的量子化学研究

采用量子化学MNDO和CNDO/2-CO计算方法,对聚偶氮乙烯(C₂H₂N₂)₂3种异构体的稳定性进行了比较,指出聚偶氮乙烯和聚异亚甲基亚胺分子的稳定性比聚亚甲基亚胺高,分析了造成稳定性差异的原因。能带结构计算表明:三者中聚异亚甲基亚胺的导电性能最好,可望具有较高的本征和掺杂电导率。     

苯与乙烯在ZSM-5上的烷基化反应:Ⅰ.动力学规律及反应机理

用无梯度反应器在１．１ＭＰａ，６２８Ｋ到７１３Ｋ范围内研究了低浓度乙烯和苯在ＺＳＭ－５催化剂上烷基化反应的动力学规律。实验发现，乙烯的转化速率与苯分压无关；苯生成乙苯的吸附是反应的控制步骤；苯的吸附属弱吸附，吸附粒子既不成为活性分子。也不影响乙烯的吸附，但有效地阻止了乙烯的双分子聚合反应，使烷基化反应顺利进行。     

四氰基乙烯—四甲基乙烯体系光诱导电子转移的溶剂效应及电荷分离激发态研究

用从头算方法,在HF/6-31 G^**和CASSCF（8,8）/6-31G^*基组水平上对四氰基乙烯与四甲基乙烯间电子转移的溶剂效应及电荷分离激发态进行了理论计算与研究。通过对给、受体各种几何构型的优化,计算了孤立给、受体之间的电荷分离反应热。在假定碰撞络合物形成过程中给、受体内部结构不发生变化的前提下,通过优化给、受体中心间距的方法,找出了络合物的稳定构型。计算了水溶剂及二氯甲烷溶剂中两种稳定构型络合物的电荷分离激发态,计算结果表明光激发可以直接导致体系的电荷分离。     

阳离子-π体系相互作用的理论研究——Ⅰ.铵离子-苯复合物构型及相互作用的密度泛函研究

运用密度泛函B3LYP/6 31G 方法对铵离子 苯复合物的 6种可能构型进行了计算研究 ,发现铵离子的 2个氢指向苯环且不具对称性的结构为能量优势结构 .根据计算得到的复合物结构特点 ,分子间作用方式及热力学参数 ,得出铵离子和苯之间的作用是氢键相互作用的结论 .     

聚苯胺水基胶体分散液及其复合物的研究：Ⅰ.制备,表征及复合物的表…

以聚乙烯醇为稳定剂利用分散聚合的原理，成功地制备出民稳定的聚苯胺水基胶体分散液。聚苯胺颗粒的大小受聚合条件如稳定剂浓度，单体浓度，温度以及搅拌状态等的影响。ＰＶＡ通过物理作用吸附在ＰＡｎ颗粒的表面，起到阻止ＰＡｎ颗粒进一步团聚的作用。     

苯多烯酮、酯类三岔共轭体系结构性能定量关系的研究 Ⅰ.电子吸收光谱

制备和合成了三个线性系列(A_n,K_n,T_n)和三个三岔系列(P_n,E_n,M_n)共34个化合物,其中14个为新化合物。测定了它们在环己烷、乙醇、氯仿中的电子吸收光谱。实验表明,三岔系列的电子吸收光谱频率也遵守同系线性规律,与同系因子之间的相关系数均在0.995以上。三岔体系与相应的线性系列的同系直线相比较表明,一个吸电子分岔的引入导致了红移。用同系直线间的相似三角形计算法,可计算出三岔体系中一个分岔的当量仅为一个链节的0.4～0.8;用同系线性规律的专一性证明,分岔端基的当量是2而不是3.这都表明,分岔端基中只有一岔起端基作用,而另一岔只起代基的作用。取起代基作用的分岔基团的代基当量,并考虑位置效应,则可用线性体系扩大的同系方程来计算三岔化合物的电子吸收光谱。计算值与实验值的误差在±5nm以内。这些结果都与前文的结论相符。三岔体系的溶剂效应比较显著,而且随链增长而增大;线性体系的溶剂效应不如三岔体系的明显,且随链增长变化不大(K_n,A_n)或变小(T_n)。所以,在比较三岔体系与线性体系的同系直线时,必须考虑溶剂的影响。若用溶剂效应较强的溶剂时,三岔同系直线与线性体系的同系直线几乎平行.     

烯烃光敏氧化反应机理——Ⅰ.富电子烯烃与单线态氧1,2-加成反应机理的量子化学研究

本文用量子化学(简称量化)的半经验及从头算法对氨基乙烯及乙烯与单线态氧1,2-加成反应机理进行了研究。首先应用MINDO/3辅以Powell法对两个体系各基元过程过渡态进行了优化。得到了与前人不同的结构。而后利用Fukui提出的IRC理论计算了这两个体系整个反应途径。计算结果不但证实我们所得过渡态结构的可靠性,也证实对于富电子烯烃,反应确实经由两性离子中间体。同时基于反应途径对反应全过程进行了详细分析并结合从头算相互作用能的分解对取代基电子效应提出了较为深入合理的理论解释。     

基于六苯基苯骨架四苯基乙烯衍生物的合成及聚集诱导发光性质研究

设计合成了三个基于六苯基苯骨架结构的四苯基乙烯衍生物HPB-nTPE (n=2, 4, 6), 它们的分解温度均在440 ℃以上, 具有很好的热稳定性. 研究了化合物的均相溶液、聚集体以及固体粉末的光物理性质. 该类化合物具有典型的聚集诱导发光性质, 在均相溶液中几乎不发光, 而形成聚集体后发出明亮的蓝绿色荧光, 荧光量子产率分别为0.37, 0.36和0.37, 与均相溶液中相比增强了400多倍. HPB-nTPE固态呈无定形结构, 荧光量子产率分别为0.39, 0.36和0.36, 约为固态四苯基乙烯的1.8倍. HPB-nTPE的聚集态和固态的高发光量子产率来自两方面的贡献, 一是凝聚态抑制了四苯基乙烯基团中苯环的自由旋转引起的激发态非辐射跃迁, 另一方面是星形刚性六苯基苯骨架进一步抑制了凝聚态分子内和分子间四苯基乙烯基团π-π堆积引起的激发态非辐射跃迁过程, 从而提高了四苯基乙烯基团的辐射跃迁效率. 本研究对高效有机光功能材料的发展有重要意义.     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对α-MTDTPY·TCNQ(1)、β-MTDTPY·TCNQ(2)及MTDTPY·CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算.在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移.能隙.E_G=0.15 eV,载流子的产生主要来自热激发.在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别形成相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移.由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ_1∶σ_2∶σ_3=3.72×10~(-10)∶1∶1.15,与实验事实基本一致.关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱∶A柱～10~3∶1;3中D柱∶A柱～2∶1.根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论.     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对αMTDTPY.TCNQ(1)、β-MTDTPY.TCNQ(2)及MTDTPY.CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算。在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移。能隙E~G=0.15eV,载流子的产生主要来自热激发。在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移。由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ1:σ2:σ3=3.75×10^-^1^0:1:1.15,与实验事实基本一致。关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱:A柱～10^3:1;3中D柱:A柱～2:1。根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论。     

单茂钛/MAO体系催化乙烯/丙烯共聚合研究Ⅰ.乙烯/丙烯共聚物的合成及聚合反应规律研究

采用合成的催化剂五甲基环戊二烯基三烯丙氧基钛 [Cp Ti(OAllyl) 3]与改性甲基铝氧烷 (mMAO)组成新型催化体系进行乙烯 /丙烯共聚合 ,考察了助催化剂 (mMAO)中TMA含量、气体配比、聚合温度、助催化剂和主催化剂浓度等因素对共聚合活性及产物分子量的影响 ,研究其变化规律 .结果表明 ,Cp Ti(OAllyl) 3/mMAO催化体系中钛的价态分布为Ti(Ⅳ )时对共聚合更为有利 ,制得了乙烯 /丙烯无规共聚物弹性体     

单茂钛／MAO体系催化乙烯／丙烯共聚合研究：Ⅰ.乙烯／丙烯共聚物的合成及聚合

采用合成的催化剂五甲基环戊二烯基三烯丙氧基钛「Ｃｐ＾＊Ｔｉ（ＯＡｌｌｙｌ）３」与改性甲基铝氧烷（ｍＭＡＯ）组成新型催化体系进行了乙烯／丙烯共聚合,考察了助催化剂（ｍＭＡＯ）中ＴＭＡ含量、气体配比、聚合温度、助催化剂和主催化剂浓度等因素对共聚合活性及产物分子量的影响,研究了其变化规律。结果表明,Ｃｐ＾Ｔｉ（ＯＡｌｌｙｌ）３／ｍＭＡＯ催化体系中钛的价态分布为Ｔｉ（Ⅳ）时对共聚合更为有利,制得了乙烯／丙烯无规共聚物弹性体。     

基于新型电子受体1,3,5-三苯酰基苯的两种热活化延迟荧光材料的合成及性能研究

以1,3,5-三苯酰基苯(TBP)作为电子受体, 1,8-二甲基咔唑(Dm Cz)和1,3,6,8-四甲基咔唑(TmCz)分别作为电子给体,合成了两种新的热活化延迟荧光材料TBP-DmCz和TBP-TmCz.热重和差热测试结果表明,这两种材料都具有高热稳定性.理论计算显示,材料的最高电子占据轨道和最低电子未占轨道分别分布在咔唑和1,3,5-三苯酰基苯结构单元上,两种分子轨道几乎没有重叠,具有热活化延迟荧光材料分子轨道的典型特征.分子轨道能级测算结果显示,增加咔唑结构单元上甲基的数量,能明显升高材料的最高电子占据轨道能级.TBP-DmCz和TBP-TmCz的最低激发单重态和最低激发三重态间能级差(ΔEST)都非常小,分别为0.05和0.01eV.在甲苯溶液中,两种材料均表现出了明显的分子内电荷转移跃迁吸收, TBP-DmCz和TBP-TmCz的发光峰分别出现在488和502 nm.用TBP-DmCz和TBP-TmCz作为掺杂客体材料制备出了两种高性能电致发光器件,器件的最大外量子效率分别达到了13.6%和18.3%.     

基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/天青Ⅰ复合物薄膜和纳米金修饰的电流型甲胎蛋白免疫传感器的研究

研制了一种基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)与天青Ⅰ(AzureⅠ)为基体的电化学免疫传感器,可灵敏检测甲胎蛋白(AFP)。在铂盘电极表面,电化学聚合PEDOT为基体,利用静电组装技术固定AzureⅠ和纳米金颗粒(nanoAus),将甲胎蛋白抗体(anti-AFP)组装到nanoAus的表面。采用辣根过氧化物酶(HRP)封闭非特异性吸附位点,制得电流型AFP免疫传感器。采用循环伏安、扫描电镜技术研究组装过程及电极性质,探讨了影响免疫传感器性能的因素。在优化实验条件下,电极响应与AFP的浓度在0.01~120μg/L的范围内呈线性关系,检出限为0.003μg/L。取临床血清样品用本方法检测AFP含量,得到的结果与临床常用的ELISA法得到的结果无显著性差异。     

电子授受型络合物合成氨催化剂的研究Ⅰ.Fe-K-C(G)催化体系的活性考察

本文报道了用两种铁化合物制备的温和条件下合成氨的EDA型催化剂。得到了活性较高的FeCp_2-K-C催化体系。常压下,350℃,1000小时~(-1)时出口氨浓度可达0.70％,接近热力学平衡值(0.838％)。加压下,150公斤/厘米~2,350℃,15000小时~(-1)时出口氨浓度可达12.5％。考察了影响催化活性的几种因素并进行了讨论。