羧酸吡啶类分子间氢键对光致异构化及光化学稳定性影响的谱学研究

以丁二酸胆甾醇单酯(CSA)作为质子给体,以4-对烷氧基苯甲酰氧基-4′-苯乙烯基吡啶(NCn)作为质子受体,通过羧酸和吡啶之间的氢键作用形成氢键诱导液晶化合物(CSA·NCn)。 利用紫外光谱研究了含苯乙烯基吡啶基团的液晶化合物NCn及其与丁二酸胆甾醇单酯(CSA)的氢键复合物CSA·NCn在溶液中的光致变色及光化学反应。 结果表明,在乙醇溶液中紫外光照射下二者均发生顺反异构化,分子间氢键对顺反异构化反应没有太大的影响;NCn化合物在氯仿溶液中,紫外光照射下发生光化学反应,而CSA·NCn的氯仿溶液,紫外光照射下只发生顺反异构化,这一方面说明光化学反应发生在吡啶的氮端,同时也表明这类氢键液晶化合物中的氢键比较稳定,光照下不发生解离;在NCn和CSA·NCn的乙醇溶液中加入H₂SO₄,两者均发生质子化。 表明强酸可以破坏CSA·NCn化合物中的氢键,使含吡啶端基解离出来,同H+发生质子化。     

拉曼和全反射红外光谱法对四氢呋喃-水体系分子间氢键的研究

利用拉曼和全反射红外光谱法研究了四氢呋喃-水体系分子间氢键随着水含量增加的变化。对于单一四氢呋喃组分,分子间氢键存在于C—H键与C—O键之间;随着水含量的增加,四氢呋喃分子间氢键逐渐被四氢呋喃-水分子间氢键取代,C—O键的红外高频位移证明了这一过程。当水含量达到4.6%(体积分数)左右时,C—C—C—C环呼吸振动峰随水含量变化曲线出现转折点,该点组分中四氢呋喃和水的含量与共沸物基本一致,由此可见少量水对四氢呋喃物理性能的影响主要基于两者之间氢键作用方式的变化。     

氢键缔合对分子振动光谱的影响

在Ａｂｉｎｉｔｉｏ（６—３１Ｇ）水平上优化了部分氢键缔合体的结构，获得了多原子分子的力场常数，着重考察了氢蛀缔合对Ｘ—Ｈ伸缩移动、Ｃ＝０伸缩振动和Ｃ—Ｘ—Ｈ变角弯曲振动的影响，阐明了氢键缔合引起振动频率移动的原因。     

电子激发和溶剂效应对芴酮-甲醇分子间氢键增强现象的理论研究 (cited: 1)

理论研究了电子激发和溶剂效应导致的芴酮-甲醇复合体系中分子间氢键增强现象．通过基态和激发态性质的计算,不仅展示了分子间氢键键长的变化以及变化在振动光谱中的影响,而且揭示了导致氢键变化的内在物理机制：溶质分子的电子激发及溶剂化效应引起的电子重新分布,增大了溶质和溶剂分子的偶极矩,导致了它们之间的相互作用的增大,并最终加强了分子间氢键的强度．还分别对处于液相及气相中的复合体的基态和激发态的几何结构、红外谱、复合体及构成分子的偶极矩进行了理论计算,结果阐明了电子激发与溶剂化效应对氢键变化的贡献,同时还发现只有进一步引入溶剂化效应,复合体的基态、激发态的性质才能与实验达到精确一致．所有激发态均采用所开发的基于含时密度泛函理论解析计算一阶、二阶激发态能量导数的方法．     

2-F-环氧丁烷与几种生物小分子间的赝氢键结构

采用密度泛函B3LYP(Becke,three-parameter,Lee-Yang-PaH)/6-311++G**和HF(Hartree Fock)/6-311++G**方法,从理论上探讨了2-F-环氧丁烷分别与几种常见而重要的生物小分子咪唑(Iminazole)、噻唑(Thiazole)和恶唑(Oxazo1e)等分子间的弱相互作用,发现分子间同时存在N…H常规氢键和C-F…H-C赝氢键结构.弱相互作用能计算表明3个复合物的相对稳定性相当.计算结果表明,在C-F…H-C赝氢键结构中,与电子的直接供体F密切相关的共价键C-F键长增大,伸缩振动的频率红移,而作为电子受体的H-C基团,其C-H键伸缩振动光谱蓝移;另外,电子密度拓扑性质表明C-F…H-C赝氢键的共价性及离子性均与常规氢键相当.     

分子链间距离对于卟啉侧链聚合物稳态及瞬态发光性能的影响

采用荧光光谱技术,测量了一种卟啉侧链聚合物:卟啉丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(P[(por)A-S])的稳态和瞬态的发光性能.通过将聚合物P[(por)A-S]掺杂到有机玻璃(PMMA)中,研究了链间距离对于P[(por)A-S]发光性能的影响.结果表明:随着聚合物分子浓度增大,即链间距离减小,导致卟啉侧链基团之间的相互间作用增加,使其激发态无辐射跃迁几率增加,聚合物荧光强度减弱,激发态寿命缩短.讨论了上述过程产生的原因.     

退火处理对ZnO薄膜晶体结构和导电性能的影响

利用直流反应磁控溅射法在硅衬底上沉积C轴择优取向的ZnO晶体薄膜,将该样品进行退火处理,并测量了样品的导电性能,结果显示退火处理可以引起薄膜的重结晶,从而改善薄膜的结晶状况,改变薄膜中的化学配比.退火后样品的薄膜电阻相对较小,增加了薄膜中施主的浓度,增强了薄膜的导电性.     

分子间相互作用对有机分子发光性质的影响

有机固态发光材料因其在显示器、激光和光通信等领域的应用前景而受到越来越多的关注. 与单分子相比,有机固态中存在各种弱分子间相互作用,这些相互作用有时会对激发态性质和能量耗散途径产生较大的影响,从而产生较强的荧光或磷光. 因此揭示有机固态发光的内在机制是非常必要的. 本综述通过总结从单分子到聚集态激发态的几何结构、电子结构、电子振动耦合和能量耗散动力学的变化,简要概括了分子间相互作用如何诱导有机固体产生强荧光、热激活延迟荧光和室温磷光. 本综述希望能帮助深入理解有机固体的激发态特性,从而为设计优秀的固态发光材料提供思路.     

氢键作用对基于异佛尔酮发光材料的荧光性能的影响

合成了3种基于异佛尔酮的新型单晶荧光材料:3-二丙烯腈基-5,5-二甲基-1-苯乙烯基环己烯(DCDSC)、3-二丙烯腈基-5,5-二甲基-1-(3-羟基苯乙烯基)环己烯(DCDH3C)及3-二丙烯腈基-5,5-二甲基-1-(4-羟基苯乙烯基)环己烯(DCDH4C)。通过氢核磁共振谱和元素分析确定了它们的分子结构。通过单晶X射线衍射获得了3种材料的晶体结构数据。DCDSC、DCDH_3C和DCDH_4C的紫外吸收光谱依序分布在长波区的390,398,424 nm,短波区分布在268,269,283 nm。DCDSC、DCDH3C和DCDH_4C在THF中的最大发射峰分别位于522,549,567 nm。与DCDSC相比,3位羟基取代的DCDH3C的发射波长红移了27 nm,而4位取代羟基的DCDH4C的发射波长红移了45 nm。其主要原因在于DCDSC、DCDH_3C和DCDH_4C存在不同的氢键作用,当然,取代基的类型及位置等也可能对材料的发射波长产生一定作用。     

单电荷带电态对分子线输运特性的影响

利用Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型及平衡格林函数方法研究了一维分子线基态与带电态下的电子输运特性.研究发现,分子线基态对应较高的阻态,而带电态对应较低的阻态.分子线在带电态(低阻态)与基态(高阻态)之间转换,可使体系具有导电开关的功能,这与近来实验上观察到的一些现象相符.进一步讨论了链长对分子线输运特性的影响.     

透明导电电极对聚合物太阳能电池光学性能的影响北大核心CSCD

采用传输矩阵法研究了基于MoO3/Ag/MoO3(MAM)透明导电电极和ITO电极的聚合物太阳能电池的光学性能。分别对电池耦合层厚度、活化层厚度和金属电极进行了优化,得到了优良效率的结构。结果表明,MAM与ITO有机太阳能电池在不同活性层厚度和不同光学间隔层厚度条件下有明显的光学性能差异;对于薄活性层MAM电极器件(100nm),最大短路电流密度可达到16.85mA/cm^2,比ITO器件提高了7.3mA/cm^2,而对于厚活性层MAM电极(270nm),ITO电极器件的光学性能明显优于MAM器件;还通过改变光学间隔层LiF的厚度进行计算,得出本仿真条件下两种结构性能差异的临界光学间隔层厚度为30nm。     

氢键和分子-离子相互作用对奥克托今(HMX)引发键影响的理论研究

为了寻找能够降低炸药感度的方法,借助B3LYP和MP2(full)理论,在B3LYP/6-311++G(2df,2p)、B3LYP/aug-cc-p VTZ和MP2(full)/6-311++G(2df,2p)三种水平下,分别研究了与HMX形成的12种复合物(六种氢键复合物和六种分子-离子复合物),并对引发键N-NO2键长和强度的变化及硝基电荷的变化等进行了详细的考量,最后借助分子中原子(AIM)理论揭示了结构和能量变化的本质.结果表明,在形成复合物后,引发键键长变短,离解能增大,硝基电荷增多,引发键增强,感度降低,同时引发键离解能的变化(ΔBDEs)与这两种相互作用能呈良好的线性关系(R2=0.9984).     

氢键和分子-离子相互作用对奥克托今(HMX)引发键影响的理论研究

为了寻找能够降低炸药感度的方法,借助B3LYP和MP2(full)理论,在B3LYP/6-311+ +G(2df,2p)、B3LYP/aug-cc-pVTZ和MP2(full)/6-311++G(2df,2p)三种水平下,分别研究了与HMX形成的12种复合物（六种氢键复合物和六种分子-离子复合物）,并对引发键N-NO2键长和强度的变化及硝基电荷的变化等进行了详细的考量,最后借助分子中原子(AIM)理论揭示了结构和能量变化的本质.结果表明,在形成复合物后,引发键键长变短,离解能增大,硝基电荷增多,引发键增强,感度降低,同时引发键离解能的变化(ΔBDEs)与这两种相互作用能呈良好的线性关系(R2=0.9984).     

拉曼光谱方法研究疏水作用对四甲基脲氢键形成的影响

测得了四甲基脲(TMU)与水,甲醇和乙醇及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与水二元体系的拉曼光谱,分析二元溶液混合体系中羰基伸缩振动的频移随体积比变化的规律,从光谱的变化中可以得出羰基频移经历两个阶段： 首先,羰基伸缩振动随体系中氢键受体体积比的增加向低波数方向移动;其次,当二元混合体系中体积比超过一个临界值后,羰基伸缩振动振动频率不变,变化的仅仅是相对强度。通过分析临界体积比可以得出TMU与水相互作用中水是以较大缔合分子形式存在;而TMU与甲醇、乙醇,DMF与水相互作用中是以单分子或小的缔合分子形式存在的。     

具有残留耦合的分子间和分子内多量子相干及其应用

核磁共振中分子内与分子间多量子相干已得到充分的发展和广泛的使用. 为深入系统地比较研究两种多量子相干的物理机理与性质及其潜在的应用,本文总结近年来相关研究的前沿,首先系统地论述了产生这两种多量子相干的基础－偶极耦合－的作用机理,然后再分别描述基于分子内偶极耦合的分子内多量子相干和基于分子间偶极耦合的分子间多量子相干的原理、性质、及其在化学、生物等领域中的应用.      

激光辐照对热退火金属/掺氟二氧化锡透明导电薄膜光电性能的影响

采用532 nm纳秒脉冲激光对热退火的铝(Al)/掺氟二氧化锡(FTO)、铜(Cu)/FTO和银(Ag)/FTO三种双层复合薄膜表面分别进行处理, 结果显示薄膜样品的光电性能都得到提高.其中, 热退火Ag/FTO薄膜的平均透光率(400–800 nm)增幅最大, 从72.6%提高到80.5%, 主要是由于其表面产生了具有减反增透作用的光栅结构.激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的导电性也略有提高, 其方块电阻从5.6 Ω/sq下降到5.3 Ω/sq, 原因主要是激光辐照的热效应造成的退火作用使薄膜的晶粒尺寸增大, 减少了晶界散射而使载流子迁移率提高.计算结果显示, 激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的品质因子从0.73×10^-2Ω^-1增大为2.16×10^-2Ω^-1, 表明其综合光电性能得到显著提高.激光辐照可同步实现薄膜表面光栅结构的制备和附加退火作用, 这为金属层复合透明导电薄膜光电性能的综合优化提供了新的思路.     

分子间相互作用对硫醇分子膜电输运性质的影响

利用密度泛函理论和弹性散射格林函数方法,对硫醇分子膜的电学特性进行模拟.计算结果表明,由于分子间的相互作用,导致分子膜的导电能力比单分子提高2~3个数量级.分子结的导电能力随着压力增加而增加,电极距离的变化使分子与电极以及分子间的耦合增强、分子结的链内隧穿和链间隧穿几率增大,导致电流增加.     

In-2N高共掺位向对ZnO(GGA+U)导电性能影响的研究

目前,虽然In和2N共掺对ZnO导电性能影响的实验研究均有报道,但是,In和2N共掺在ZnO中均是随机掺杂,没有考虑利用ZnO的单极性结构进行择优位向共掺.第一性原理的出现能够解决该问题.因此,本文采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了未掺杂ZnO单胞、不同位向高共掺In-2N原子的Zn1-xInxO1-yNy(x=0.0625,y=0.125)两种超胞模型的能带结构分布、态密度分布和吸收光谱分布.计算结果表明,高共掺In-N原子沿c轴取向成键的条件下,掺杂浓度越低,体系更稳定、带隙越窄、有效质量越小、迁移率越增加、相对自由空穴浓度越增加、电导率越增加、导电性能越理想.计算结果与实验结果相一致.这对设计和制备导电功能材料有一定的理论指导作用.     

分子沉积聚合物膜的制备及其摩擦学性能研究

以聚对磺酸钠苯乙烯 (PSS)为聚阴离子、聚烯丙基氯化氨 (PAH)为聚阳离子交替沉积制备了多层聚合物纳米复合膜 ,用热分析仪考察了这两种体相聚合物的热稳定性 ,采用紫外 -可见光谱仪、椭圆偏振光测厚仪、接触角测量仪等分析了复合膜的性能 ,用DF -PM型动静摩擦系数精密测定装置考察了其摩擦学性能 .结果发现 ,所制备的聚合物复合膜具有一定的减摩作用 ,原因是单晶硅表面沉积聚合物超薄膜可以降低表面的粘着力 ,对硅表面具有微观修饰作用 ,从而降低其同钢对摩时的摩擦系数 ;单晶硅表面分子沉积聚合物纳米复合膜的摩擦学特性同超薄膜的层数相关 ,沉积层数较多的超薄膜的耐磨寿命较长 ,并因加热处理而得到明显改善 .     

分子内氢键对芳氢化学位移值影响的研究

通过对19个酚类化合物¹H NMR谱的研究和分析发现,酚羟基形成分子内氢键后,使对位芳氢化学位移值向高场变化的幅度大于邻位,其差值约为0.1ppm-0.3ppm.