密度泛函理论研究对位卤代二苯醚的结构、电荷分布及光谱

利用密度泛函理论,对三种对位卤代二苯醚及二苯醚的分子结构、电荷分布及光谱振动进行定量化研究。选取B3LYP/6-31G(d)方法优化对位卤代二苯醚的分子结构,计算所获最优结构的红外及拉曼光谱振动频率,归属对位卤代二苯醚的光谱振动;借助核磁共振和密立根电荷分布计算,并结合二苯醚电荷分布分析引入不同对位卤素取代基对二苯醚各原子电荷分布的影响,从电荷分布角度研究对位卤素取代基对对位卤代二苯醚特征振动频率影响的变化规律和振动机理。结果表明：在对位卤代二苯醚最优结构下,对位卤代二苯醚取代基电负性越小,原子半径越大,C—X键长越大,越易被自然环境降解;对位卤素取代基的引入对二苯醚电荷分布影响较大,取代基电负性越大,醚键对位碳原子的电子云密度下降越多,间位碳原子的电荷分布变化受到卤素取代基与醚键氧原子的综合电子效应的影响,对邻位碳原子电荷分布影响不大;原子间电荷密度差对成键稳定性及特征振动频率影响较大,对位卤素取代基电负性越大,特征振动频率越高。     

碳纳米管电荷分布对电子发射场增强因子影响的研究

本文通过分析碳纳米管的电荷分布规律,巧妙地将处于外电场中且端口封闭的金属性碳纳米管等效成电荷非均匀分布的球面,获得了包括端部球面电荷、管壁电荷与镜像电荷共同作用的场增强因子为β=1.14 h/R 2.62.结果表明:场增强因子是碳纳米管长径比h/R的线性函数,并与电荷分布密切相关.在此基础上,研究发现35%的管壁电荷对碳纳米管电子发射的场增强因子贡献约为9.7%,但仍远大于镜像电荷的影响.根据模型中电荷非均匀分布导致碳纳米管各处局域电场大幅度变化,解释了仅在球面的一定区域才大量发射电子且发射电流密度不均匀的实验现象.     

新型二氢卟吩类光敏剂的设计及理论计算研究

本文采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法对一系列具有π共轭结构的二氢卟吩类光敏剂进行了理论模拟研究,计算了此类衍生物的吸收光谱特征、分子内电荷分布特点以及三重激发态特性。结果显示,在二氢卟吩大环结构中共轭引入给电子芳香基团（对甲氧基苯基）,可使化合物（B2）的Q带吸收发生红移,分子内负电荷聚集增强,减小单重态-三重态能级差（ΔEST）,有利于发生系间窜越,使单线态氧产量增加,导致强效的肿瘤生长抑制。并且在B2分子大环中心配合Pd原子会进一步减小ΔEST。因此,对于二氢卟吩类光敏剂,引入给电子共轭基团并配合金属原子是提高其PDT治疗效果的有效改进策略。     

2, 3, 7-三羟基-9-间羟基苯基荧光酮的合成及其 分析性能的研究

研究合成了新试剂2,3,7-三羟基-9-间羟基苯基荧光酮(简称m-HPF)。测定了试剂各级酸离解常数。研究了试剂的化学发光性能和试剂与金属离子的显色行为。结果表明,只有Co^2^+离子对m-HPF-H~2O~2体系有较强的催化发光作用;在表面活性剂存在下,试剂与许多离子都呈灵敏的显色反应。用Huckel分子轨道法(HMO)计算了中性分子及各离子构式的π电子分布,对离解常数进行了归属。     

不同位置Mg掺杂ZnO电荷转移和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论计算了本征氧化锌、6.25%Mg以及同位、邻位、间位12.5%Mg原子掺杂氧化锌晶体的几何结构、原子轨道电子布居、静电势和电子结构特征;探究了Mg原子掺杂对氧化锌能带结构、态密度以及对应的光学性质和电学性质的影响。结果表明Mg掺杂会导致氧化锌晶体的晶格体积变大,载流子迁移率降低和吸收边蓝移;邻位双原子掺杂(ZnO+2Mg-ac、ZnO+2Mg-ad)可以显著降低氧化锌的光吸收系数和反射率,提升对太阳光的透过率;Mg掺杂氧化锌晶体适用于制作高质量光学透射膜。     

恒定电流场中两层导电介质表面电荷分布特征研究

恒定电流场中电荷面密度的分布特征研究对了解恒定电流的流动特性具有重要意义.利用镜像原理推导出两层无限大导电介质中放置发射和回路电极时在介质交界面和介质与空气交界面上表面电荷密度分布公式.用COMSOL软件数值计算两层导电介质有限大小时的电荷面密度.结果表明,均匀介质中的介质与空气交界面上,发射电极一侧为正电荷,回路电极一侧为负电荷,中间无电荷.两种不同导电介质交界面电荷正负由两侧电阻率差决定,两侧电荷面密度大小与电导率成反比.有限大小介质中,数值计算定量揭示了介质与空气交界面上的角、边和不同介质交界线的电荷分布特性,它们依赖于发射电极和回路电极的位置以及表面几何结构.     

聚丙烯腈PAN分子链的第一性原理研究

利用RHF方法,选择基组STO3G,对聚丙烯腈PAN分子链CH3(CHCNCH2)9CH2CN的10个单体进行理论研究.在结构优化方面,PAN分子链稳定结构为反式构象.主链C-C平均键长155.6pm,支链C-C平均键长149.7pm,C-N平均键长115.5pm.在电荷分布方面,主链C原子电荷分布呈现出一定的周期性,与C-N键相连的主链C原子电荷量小于相邻的主链C原子的电荷量,两者的电负性有一定的差异.存在这种差异的原因在于支链N原子的存在,支链N原子具有更强的电负性.最后对PAN结构链的振动模式进行分析得出,在对PAN进行预氧化及碳化处理时,先发生的是脱氢反应,随着温度的升高,产生环化,从而使环化与脱氢同时存在.     

对静电场中导体表面的电场强度的研究

在研究导体在外电场中感应产生感应电荷达到静电平衡状态时，导体表面的电荷分布与表面曲率和外电场分布情况有关，然而导体表面上的电场强度究竟由什么决定?是同导体内的电场强度即为零还是等于导体外周围附近的电场强度即为σ/ε0？还是既不等于零也不等于σ/ε0，而是由其他因素决定。     

用电荷分布表示的静电体系总静电能

在给定电量情况下 ,给出了用电荷分布表示的静电体系总静电能的两个等价的一般表达式 ,并指出它们与最基本公式等价的条件。