含一个杂原子共轭烯烃的能级图解法

本文用格林函数方法推导几类含一个杂原子共轭烯烃分子的能级方程.以丁二烯带一个杂原子端基的衍生物为例,整个分子可以看成丁二烯和杂原子两个组成部分.用格林函数方法可以通过丁二烯的本征函数和能量本征值,杂原子的库伦积分及两个组成部分之间的相互作用来表达衍生物的能级。然后采用图解法容易求得 HMO 能级,并且可以明显地看出杂原子端基对衍生物能级的影响.除带杂原子端基的情况以外,图解法也可以用到其它比较复杂的含一个杂原子共轭分子上.     

稠环共轭分子的能级

我们对分子轨道的差分方程法作了改进,提出了计算稠环共轭分子能级的简化的分子轨道差分方程法。该法主要包括以下几部分:1.不同子集合碳原子的划分:划分的原则是先找出整个分子的对称中心,然后以它为圆心,以中心到不同碳原子的距离为半径画圆,凡在同一圆上的碳原子,属于同一子集合。     

噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的电子输运

一维共轭碳基材料以苯环为基本单元,具有优越的导电性,分子光电器件的发展要求其在高导电性的前提下兼具富电子或少电子特征.本工作设计了噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的寡聚苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩（BmT）和寡聚噻吩（TnP）分子模型,利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了掺杂位置和掺杂程度对其输运行为的影响.噻吩环在一维共轭碳基材料上的取代掺杂有效提升了材料的电子输运效率.BmT和TnP分子的导电特性随分子长度的变化表明分子的共轭程度决定了电子输运效率.反式BmT和TnP分子具有多条电子传输路径,而顺式BmT和TnP分子随着分子长度增加,经历了由单条电子传输路径至多条电子传输路径的转变.该研究结果为开发高性能碳基分子电子材料提供了重要参考.     

杂原子取代卟啉的电子结构和光谱

用INDO/CI法计算了等电子氧杂、硫杂、氮杂卟啉的电子结构及低激发态电子跃迁.从前线轨道特征、电荷分布等与自由卟啉对比讨论了杂原子取代卟啉的电子结构.计算结果还预期了一些杂原子取代卟啉的低激发态电子跃迁光谱.     

低带隙氮杂稠环共轭微孔聚合物用于光催化染料的降解

利用1,2,4,5-苯四胺和环己六酮单体之间缩合反应得到一种具有低带隙(1.22 eV)的氮杂稠环共轭微孔聚合物(aza-CMP)。光催化降解实验证明aza-CMP可以在可见光和近红外光下进行高效光氧化反应,有效地驱动催化各种有机染料例如刚果红、罗丹明B和甲基橙的降解。对比试验表明,相比其他常见光催化剂如P25二氧化钛(P25-TiO_2)、石墨相碳化氮(g-C3N4)和银负载二氧化钛(Ag-TiO_2),aza-CMP具有更加高效的有机污染物光催化降解性能。此外,多次循环光催化实验表明,aza-CMP在催化过程中的结构非常稳定,在多次降解循环实验后仍能保持其分子结构和高催化活性,进一步说明光催化降解有机分子染料的活性来源于光生空穴和单线态氧。最后,液相色谱-质谱联用分析清楚地验证了aza-CMP催化降解有机染料的途径。     

杂原子钛对TiY分子筛性能的影响

采用水热晶化法合成了含骨架杂原子的TiY分子筛,通过X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热、吡啶吸附红外光谱等方法考察了杂原子Ti进入Y分子筛骨架后对分子筛各项性能的影响。结果表明,TiY分子筛具有典型的Y型分子筛晶体结构;随着Ti添加量的增加,TiY分子筛晶化所需的时间延长,晶胞常数增大,分子筛的热稳定性和水热稳定性均有所增强。与Y分子筛相比, TiY分子筛的L酸中心数量明显增加,同时B酸中心强度增加,TiY分子筛的裂化反应活性提高,催化剂上的积炭量明显减少。     

分子旋转对分子器件电子输运性质的影响

利用基于非平衡格林函数和密度泛函理论相结合的第一性原理计算方法,研究了一种可旋转分子跨接在金电极上的电子输运性质。计算结果表明:分子中的转子与定子间的旋转角度可以有效调控分子器件的电子输运性质。当夹角从30°变化到150°,分子器件的导电性呈现出增强、减弱的震荡变化。此外,当夹角变化到90°,分子器件的电流电压曲线打破其他角度呈现的线性变化特性,其电流值在2.4 V以后随着电压的增大而减小,表现出强烈的负微分电阻效应。     

含杂原子共轭双烯和亲双烯体系的Diels-Alder反应研究进展

1928年德国化学家Otto Diels和KurtAlder研究了苯醌与选择的双烯间的反应产物,因而这种反应被称为Diels-Alder反应(以下简称DA反应)。该反应是最重要的有机反应之一,尤其是在六元杂环体系的合成中,起     

氮磷杂稠环化合物的质谱

有机磷杂环化合物的电子轰击正离子质谱已有报道。本文研究了18个具有植物生长调节活性的氮磷杂稠环有机磷化合物的电子轰击正离子质谱及其断裂机理。 实验采用VG-7070E双聚焦质谱仪和VG11-250数据处理系统,电子轰击源电子能量为70～100eV,离子源温度200℃,固体直接进样,温度100℃,RP=1000。采用B/E联动扫描研究亚稳断裂。试样的结构和纯度已用IR、~1H NMR、~(13)C NMR、~(31)P NMR、X-衍射及元素分析法测定。     

骨架杂原子对Y型分子筛结构稳定性的影响

采用水热晶化法合成了含骨架杂原子的Y分子筛(BY、TiY、FeY),并对经过离子交换及超稳处理后得到的超稳型USY、USBY、USTiY和USFeY分子筛进行了水热处理和差示扫描量热测定,考察了杂原子B、Ti、Fe对Y分子筛结构稳定性的影响.结果表明;杂原子Ti的引人,明显提高了Y分子筛的热及水热稳定性;而杂原子B、Fe的引入则降低了Y分子筛的热及水热稳定性,特别是FeY分子筛的水热稳定性下降较多.     

含不同杂原子共轭单元的有机光敏染料的超快发光动力学

系统研究了含有不同杂原子的共轭单元(联呋喃、联噻吩及联硒酚)的三种有机染料C210、C214和C216的超快发光动力学,双己氧基取代的三苯胺作为电子给体,氰基丙烯酸作为电子受体。详细考察了三种染料分别在不同媒介中的激发态动力学：四氢呋喃及甲苯溶液、聚甲基丙烯酸甲酯及聚苯乙烯聚合物薄膜、氧化铝及二氧化钛薄膜表面。发现在以上介质中都普遍存在动态斯托克斯位移现象,表明发生了非平衡激发态的分子内多步弛豫过程。由于扭转弛豫和电子注入过程之间的竞争作用,非平衡激发态的电子注入产率比平衡激发态的低得多。此外,由于激发态能量弛豫导致的能量损失,电子注入时间常数变化超过了一个数量级,这在未来的染料设计及器件发展中应进行控制。三种染料在平衡激发态处的电子注入效率相近,由于C210和C216加快的电子注入速率补足了它们较C214小的平衡激发态寿命。     

石墨烯中杂原子对镉离子检测性能的影响研究

本文基于氧化石墨烯(GO)、电化学还原氧化石墨烯(ERGO)和氮掺杂石墨烯(NG)三种石墨烯材料修饰的电极制备了镉离子(Cd2+)电化学传感器.利用循环伏安法和差分脉冲伏安法分析检测Cd2+,系统的比较了不同石墨烯材料修饰电极的电化学性质及检测效果.结果表明GO修饰的传感器在灵敏度、检测限和可重复性方面优于ERGO和N...     

微孔共轭聚合物热解制备氮、硫杂原子硬炭及其储锂性能

选取溴代噻唑和三乙炔基苯为单体,利用聚合反应自下而上构建含噻唑共轭微孔聚合物(NSCMP),通过热解和KOH活化热解NSCMP制备了氮、硫杂原子硬炭(NSHC)和活化NSHC(KNSHC)。利用扫描电子显微镜、能量色散谱、氮气吸附-脱附和恒流充放电等表征2个样品的结构与电化学性能。研究表明KNSHC中N和S的质量分数分别为10.42%和2.23%,KNSHC比表面积高达2 140 m²·g^-1。在0.2 A·g^-1电流密度下循环500次后KNSHC和NSHC的可逆比容量分别为946.2和493.7 mAh·g^-1。KNSHC的优异电化学性能归因于其独特的孔结构和氮、硫杂原子的协同作用。     

共轭微孔聚合物热解制备氮、硫杂原子硬炭及其储锂性能

选取溴代噻唑和三乙炔基苯为单体,利用聚合反应自下而上构建含噻唑共轭微孔聚合物(NSCMP),通过热解和KOH活化热解NSCMP制备了氮、硫杂原子硬炭(NSHC)和活化NSHC(KNSHC)。利用扫描电子显微镜、能量色散谱、氮气吸附-脱附和恒流充放电等表征2个样品的结构与电化学性能。研究表明KNSHC中N和S的质量分数分别为10.42%和2.23%,KNSHC比表面积高达2 140 m²·g^-1。在0.2 A·g^-1电流密度下循环500次后KNSHC和NSHC的可逆比容量分别为946.2和493.7 mAh·g^-1。KNSHC的优异电化学性能归因于其独特的孔结构和氮、硫杂原子的协同作用。     

Ni(111)表面上N原子对C原子电子结构的影响

N是金刚石中的主要杂质之一, 为了研究金刚石生长过程中杂质N对C电子结构转化的影响, 用密度泛函理论研究了Ni(111)表面上C与N共吸附的三个不等价模型, 同时建立了三个C吸附模型作为比较. 计算结果表明, N原子的出现使得吸附体系相对不稳定, 吸附原子之间的相互作用不能忽略; 通过比较相互作用能可以看出, 相同的吸附位下C-C相互作用比C-N 相互作用强. 通过比较不同模型中C原子分波态密度可以看出, N-C相互作用一定程度上增加了Ni的催化活性, 但是与C-C自身的相互作用比较起来效果并不明显. 吸附几何结构和分波态密度还表明, 当吸附的原子过于紧密以致占有同一个Ni(111)-(1×1)晶胞表面时, 就会形成CN化合物或者类石墨杂质.     

两种杂原子复配对Y型分子筛结晶性能的影响

分子筛作为催化剂或催化剂的载体材料广泛应用于各种催化反应过程中,将杂原子引人分子筛骨架中形成杂原子分子筛,可在较大的范围内调节分子筛表面的酸性中心和氧化还原催化活性中心.     

微量Al对杂原子ZSM-5型沸石晶化的影响

在HMDA-Na₂O-MO_x/2-SiO₂-H₂O体系中(HMDA=1,6-己二胺,M=V(Ⅲ),V(Ⅳ),Fe(Ⅲ)和Ga),通过加Al对照实验、液相电子衍射结构分析、X射线光电子能谱(XPS)表面组成分析和晶化动力学计算等方法,考察了微量Al对杂原子ZSM-5型沸石形成与晶体生长的影响。结果表明,微量Al对这类沸石的形成起"助成核作用刀,从而加速其晶体生长。     

基于含硫芳杂稠环化合物的可溶性共轭齐聚物的合成、表征及其在有机薄膜晶体管中的应用

设计并合成了4个基于含硫芳杂稠环化合物的可溶性共轭齐聚物,即以3-十一烷基苯并[d,d’]噻吩并[3,2-b;4,5-b ’]并二噻吩(BTTT)为末端芳香单元,噻吩(T)、二噻吩(bT)、N-十二烷基-二噻吩并[3,2-b]吡咯(TP)或2,5-双(3-十二烷基噻吩)[3,2-b]并二噻吩 (qT)为中间芳香单元的...     

褶皱石墨带的电子输运性质

利用递推格林函数方法,我们研究了褶皱石墨带的电子输运性质.当石墨带具有褶皱时,对于锯齿型石墨带,在第一个范霍夫奇点内,发现了电导隙和伴随着电导振荡的微带.然而,对于金属性扶手型石墨带,在费米能附近仅发现了电导隙,说明扶手型石墨带发生了金属-半导体转变.随着石墨带的褶皱加强,无论是锯齿型还是扶手型石墨带,平均电导都逐渐减小,并趋于0.结果有利于我们理解真实构型石墨带的电子输运性质,并且有助于设计基于石墨带的纳米器件.     

共轭CN与非共轭CF3吸电子取代基对PPV类衍生物分子结构及光电性质的影响

运用密度泛函DFT B3LYP／6-31G(d)方法对CN和CF3吸电子基团取代的PPV类衍生物的三聚体进行了几何构型优化,并采用含时密度泛函TD-DFT、B3LYP／6-31G(d)方法计算了其相应化合物的紫外吸收光谱．通过对CN和CF3取代的PPV类衍生物的分子几何结构、前线分子轨道能级、电子云分布规律的分析,从理论上解释了共轭CN与非共轭CF3吸电子取代基对其光谱性质影响的差异：前者使相应PPV类衍生物的吸收光谱发生红移,后者则发生蓝移．计算结果还表明用TD-DFT方法计算该体系的紫外吸收光谱值与实验数据吻合得很好;另外引入CN和CF3基团之后,使其相应的PPV衍生物的LUMO能级降低,电子亲合势增加,都是很好的电子传输材料．