噻吩低聚物能级结构的量子化学研究

用量子化学方法计算了系列EDOT低聚物的紫外-可见吸收光谱和前线分子轨道,得到了相应的能级结构参数.与实验值进行对比发现,计算值与实验值具有相同的变化趋势.计算结果表明,通过选择性地改变共轭主链的长度、取代基的位置和取代基的类型,可以规律性地改变化合物光谱性质和能级结构.     

含缺陷位TS-1催化氧化噻吩及甲基噻吩反应机理的量子化学研究

用ONIOM2方法 7T/45T模型优化了含缺陷位TS-1分子筛(TS-d)催化氧化噻吩及甲基噻吩各步反应的反应物、过渡态、中间体和产物的结构.我们结合实验数据,得到的路线如下:首先,TS-d吸附H2O2,然后经历质子转移生成单齿或双齿超氧化物中间体.质子转移有两条途径,单质子和双质子转移.研究表明双齿比单齿超氧化物中间体的能量更低,是更稳定的中间体.因此采用双齿中间体继续反应.噻吩和甲基噻吩氧化先形成亚砜,再进一步氧化生成砜.计算数据与实验结果一致.     

导电高聚物的EXAFS研究(Ⅱ)FeCl_3掺杂的聚噻吩

聚噻吩是一种共轭有机高聚物,其结构如图1所示。类似于聚乙炔,经电子受体掺杂后的聚噻吩,呈现出较高的电导率。为了阐明导电高聚物的电导机制,必须搞清掺杂后掺杂剂的化学结构和高分子链与掺杂剂之间的相互作用。前文我们报道了用扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)谱对H_2PtCl_6·6H_2O掺杂聚乙炔的研究,本文报道对FeCl_3掺杂聚噻吩的研究结果。     

导电高聚物的EXAFS研究(Ⅱ)FeCl3掺杂的聚噻吩

Fe K absorption spectra of an electrically conductive polymer——FeCl_3-doped polythiophene and model compound [N(C_2H_5)_4][FeCl_4] were measured with a laboratory EXAFS system, which utilizes a high power rotating-anode X-ray generator (Rigaku model RU-1000) as a X-ray source. The analysis of observed EXAFS data shows that Fe atom is surrounded by four Cl atoms with Fe-Cl distance of 2.19. It is concluded that the dopant exists mainly in the form of FeCl_4~-. The result provides a direct structural information that strongly supports the proposition: the doping process is as follows2FeCl_3+e~-→FeCl_4~-+FeCl_2     

噻吩并噻吩的合成研究

噻吩并噻吩自1886年以来一直是化学研究的对象, 综述了经典稠合噻吩并噻吩的合成方法. 对一般的合成方法及原始地制备某一类特定化合物的方法都作了简要讨论.     

含氮杂环并苯类高聚物结构与能带规律的从头算和半经验量子化学研究

采用从头算ＨＦ和半经验量子化学方法,对含氮杂环并苯类高聚物体系进行几何结构优化．比较不同方法下它们的电子性质的差异,揭示聚并苯、聚并吡啶、聚并吡嗪的能带分布特征和规律．为深入研究导电、发光等功能材料及能带匹配器件的分子设计提供依据．     

环糊精高聚物研究

综述环糊精高聚物的分类，合成方法，结构特点，性质和应用情况，并对糊精高聚物的发展前景做了展望。     

化学键的量子化学研究

利用量子化学方法计算N2O4分子的结构、N-N键键级及键鞍点处的电荷密度,形象直观的说明了N2O4分子中N-N键键长较长的原因.     

噻吩-2-甲醛缩L-半胱氨酸席夫碱的合成、晶体结构及量子化学研究

采用噻吩-2-甲醛分别与邻氨基苯硫酚和硫代氨基脲合成了2种噻吩-2-甲醛杂环席夫碱.利用红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、X-射线单晶衍射分析、热重分析和核磁共振氢谱等检测方法对2种目标新型杂环类席夫碱产物的结构和性质进行了表征与分析.采用量子化学中常用的密度泛函方法(DFT)对2种新席夫碱化合物进行几何优化,采用单激发组态相互作用(CIS)和含时密度泛函方法(TD-DFT)进一步优化,比较计算光谱与实际测试光谱之间的误差,探究了2种席夫碱化合物荧光发光机制,为这类席夫碱分子结构设计提供了理论依据.     

化学键的量子化学研究

利用量子化学方法计算N2O4分子的结构、N—N键键级及键鞍点处的电荷密度,形象直观的说明了N2O4分子中N—N键键长较长的原因。     

低分子量聚噻吩结晶结构研究

用Ruland方法计算了氯仿可溶级分低分子量聚噻吩(PT_1)热处理前后的结晶度。热处理后结晶度及微晶尺寸均有明显提高。测量及计算晶胞参数证明,PT_1在晶态下具有近似平面伸展构象,提出了初步的结构模型。热处理前后的PT_1给出了明确可归属的红外吸收谱带。     

热处理对聚噻吩结构性质的影响

用WAXS、FTIR、TGA方法研究了在氮气和空气中热处理聚噻吩(PT)某些结构性质.氯仿不溶分子量较高样品(PT_2)热稳定性高于氯仿可溶低分子量样品(PT_1).PT_2在氮气中380℃热处理30分钟,结晶度和相干长度都明显增加,可获得多于11个结晶衍射线.PT_1只能在较低温度下热处理,晶性无明显改善.结晶度低分子量大的样品,有利于掺杂进行.掺杂后得到较高的导电率.给出了热处理及掺杂前后的FTIR谱的解释与归属,热处理后688、831-833cm~(-1)明显减弱;经掺杂后出现了五个新吸收带:1016-1024、1105-1110、1196-1201、1323和1632cm~(-1).     

1-异丙基环己硅烷类液晶化合物的量子化学研究--取代联苯基乙烷系列

我们曾用半经验的分子轨道方法对标题化合物的某些系列进行过计算[1 ,2 ] 。本文选择 7种 1 异丙基环己硅烷 取代联苯基乙烷系列化合物 ,以ＳＣＦ—ＭＯ—ＡＭ1 [3] 和ＰＭ3[4] 两种方法 ,优化出它们稳定的几何构型 (分子的总能量最低、核—核排斥能最小 )并对其作了振动分析 ;同时计算了标题物在该稳定构型下的电子结构和若干基本性质。1　计算图 1示出了 7种标题化合物的结构及原子编号。用ＭＯＰＡＣ7.0程序中的ＡＭ1 和ＰＭ3方法 ,分子的初始构型参数采用Ｐｏｐｌｅ’ｓ标准构型数据[5] 。对每个分子实行能量梯度全优化和ＳＣＦ计算。…     

水溶液中聚噻吩的电化学变色效应

水溶液中聚噻吩电化学变色是其氧化还原反应的颜色效应, 电化学反射光谱可现场研究电化学变色特性。聚噻吩电化学变色的转换时间为10—20 ms, 寿命达10~4次数量级, 保留时间有数分钟。因此, 聚噻吩在水溶液中也可制成较理想的电化学变色显示器。     

一种耐高温聚噻吩膜的电化学合成

聚噻吩及其衍生物具有高的电导率、良好的环境稳定性以及易于调控的分子链结构,因此一直受到人们的广泛关注．但是,这类材料的耐温性能较差,从而将影响其在有机电子器件中的应用．     

水溶液电化学法制得的聚噻吩的表征

以剖层X光电子能谱(XPS)及红外光指(FTIR)为主要手段对高氯酸水溶液中电化学聚合的聚噻吩进行表征,表明有羰基及键合氯存在,并讨论了聚合过程。     

应用混合溶剂制备高性能聚噻吩有机薄膜晶体管

采用良溶剂与不良溶剂混合的方法,提高了聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜晶体管的场效应迁移率.UV-Vis吸收光谱、掠角X-射线衍射和原子力显微镜研究表明,通过向P3HT的氯仿溶液中加入适量二氧六环可以增强溶液分子间π-π相互作用,在溶液中形成分子链有序排列的P3HT聚集体,从而提高了旋涂得到的聚合物薄膜结晶度,并控制分子沿着有利于电荷传输方向排列.薄膜的场效应迁移率在二氧六环的含量为10vol%时达到最高值1.7×10-2 cm2 V-1 s-1,与纯氯仿溶液制得的P3HT薄膜的迁移率相比提高了50多倍.     

LOW POTENTIAL ELECTROPOLYMERIZATION OF ANISOTROPIC CONDUCTIVE POLYTHIOPHENE FILMS AND FABRICATION OF ELECTRICAL DEVICES

The complexation of thiophene with a Lewis acid with moderate acidity as a solvent, such as BF_3-ethyl ether (BFEE) remarkedly lowered the electrochemical polymerization potential. The positively chargedmetal surface of electrode in the process of electrochemical deposition enhanced the coordination interactionbetween π-electrons of thiophene unit and the metal, which makes thiophene rings lie parallel to the surfaceof electrode, resulting in a highly ordered polymeric structure. Because of the large intra-chain transferintegrals, the transport of charge is believed to be principally along the conjugated chains, which is muchgreater than the inter-chain hopping. The specific electrical resistance across the polythiophene film thicknessis more than 10~4 times than that along the surface plane of the film. In this paper we review the recentdevelopment of polymerization technique by low potential electrochemical method performed in our lab andseveral electrical devices in which the compact polythiophene films, such as anionic and cationic sieves, andlaminate film junction of undoped polythiophene derivatives were used.