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4-硝基苯甲酸(3-乙氧基-2-羟基亚苄基)腙的光学、电学、力学及理论研究:一种新型席夫碱有机非线性光学材料
摘要: 新合成的有机非中心对称席夫碱材料4-硝基苯甲酸(3-乙氧基-2-羟基亚苄基)腙通过溶液缓慢蒸发法成功生长为单晶。单晶X射线衍射分析表明该晶体具有Pna21空间群的非中心对称特性。采用Kurtz-Perry粉末法测定其非线性效率为KDP的0.7倍。光致发光测试显示该晶体在360 nm处存在发射峰。维氏显微硬度测试评估了晶体的机械稳定性并计算了材料的屈服强度。介电测量发现其在高频区呈现低介电常数特性。卤素灯照射下载流子减少的实验证实样品具有负光电导性。此外,基于B3LYP/6-31+G(d,p)基组对NEH分子进行密度泛函理论优化,通过量子化学计算分析了其前沿分子轨道、静电势及Mulliken电荷分布。
关键词: DFT(密度泛函理论)、电介质、席夫碱、非中心对称、晶体生长
更新于2025-09-23 15:23:52
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氧化蝶呤与分子氧之间光反应的理论研究
摘要: 蝶呤是一类低分子量杂环化合物,在生物体内广泛存在,主要以还原型辅酶形式为主。氧化型蝶呤主要作为四氢蝶呤和二氢蝶呤的氧化产物存在于细胞中。已知氧化型蝶呤在紫外线照射下会导致DNA光损伤。氧化型蝶呤的光敏化作用可能引发人类皮肤色素脱失疾病白癜风的氧化应激反应。已有研究尝试将氧化型蝶呤作为光动力疗法(PDT)治疗癌症的增敏剂。本研究采用密度泛函理论、激发态含时密度泛函理论(TD-DFT)及包含H2O溶剂效应的连续介质COSMO模型,探究了六种蝶呤化合物与分子氧之间的光化学反应,同时考虑了蝶呤的酸性和碱性形式。计算得到的单重态和三重态激发能与实验数据相符。研究表明,C6位具有最高电负性侧基(甲?;Ⅳ然┑幕衔?,其S0和T1态电离势均达到最大值。我们证实蝶呤分子确实会参与与分子氧的光化学反应。氧化型蝶呤既能产生单线态氧,也可能通过自电离反应间接生成超氧阴离子自由基。此外还研究了蝶呤与氧气之间的直接电子转移反应。
关键词: TDDFT(含时密度泛函理论)、DFT(密度泛函理论)、蝶呤、单线态氧、三重态
更新于2025-09-23 15:23:52
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4,4′-氧二邻苯二甲腈化合物分子结构性质的考察:结合光谱与计算分析方法
摘要: 本研究报道了4,4'-氧二邻苯二甲腈化合物的合成过程、单晶形式的X射线衍射分析,以及通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振和紫外-可见光谱方法研究其结构特性。采用Becke三参数杂化泛函结合Lee-Yang-Parr相关泛函及6-311G(d,p)基组对该化合物进行密度泛函理论建模研究。将理论获得的分子结构参数与晶体学分析结果进行对比,通过势能分布分析考察振动模式及波数,采用多种方法计算碳与质子化学位移值,并运用含时密度泛函理论和类导体极化连续介质模型在不同溶剂介质中测定吸收波长。通过相关系数评估光谱与理论结果的吻合度。此外,在相同理论水平下研究了该化合物的前线分子轨道能级、全局反应性参数、分子静电势图、非线性光学材料潜力以及不同温度下的热力学参数。
关键词: DFT(密度泛函理论),邻苯二甲腈,傅里叶变换红外光谱(FT-IR),核磁共振(NMR),紫外-可见光谱(UV-Vis)
更新于2025-09-23 15:22:29
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有机2-甲基-5-硝基苯胺晶体的增强非线性光学活性:含与不含银添加剂的实验与计算研究
摘要: 非线性光学材料2-甲基-5-硝基苯胺(M5NA)通过合成法制备,并采用缓慢蒸发技术生长晶体。首次运用B3LYP计算方法配合cc-pVTZ基组对M5NA进行理论振动光谱分析。通过自然键轨道(NBO)和分子中原子(AIM)分析获取电荷转移相互作用,利用Hirshfeld表面分析及指纹图谱确定分子间相互作用位点。结合理论与实验红外及拉曼光谱估算M5NA的振动模式。根据紫外-可见吸收光谱和Z扫描曲线研究添加银纳米颗粒后线性和非线性光学性质的变化,并对比纯M5NA与含银M5NA的超极化率数值。
关键词: NLO(非线性光学)、HOMO-LUMO(最高占据分子轨道-最低未占分子轨道)、DFT(密度泛函理论)、振动光谱学、银纳米粒子
更新于2025-09-23 15:22:29
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单乙醇胺在TiO2(110)表面的缺陷相关吸附:调控氧化物电极功函数的替代途径
摘要: 控制缺陷是调控材料电子结构的基本策略之一,而有机-无机杂化体系在此方面的研究尚不充分。本研究通过扫描隧道显微镜与第一性原理计算,在单分子层面探究了缺陷关联的分子吸附对氧化物电极功函数的控制。研究发现,作为有效降低氧化物电极功函数涂层的乙醇胺(MEA,HO(CH2)2NH2)在TiO2(110)表面的平衡吸附构型随表面覆盖度变化而改变。结果表明:氧化物表面缺陷与分子间相互作用共同主导着吸附物的稳定构型及体系功函数。在氧空位(Ov)处的解离吸附能更有效地降低TiO2(110)表面功函数,这表明通过缺陷控制可提升有机-无机杂化体系的性能。
关键词: STM(扫描隧道显微镜)、功函数、DFT(密度泛函理论)、TiO?(110)表面、缺陷、单乙醇胺
更新于2025-09-23 15:21:21
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双笼富电子化合物非线性光学性质的密度泛函理论研究:理论设计M[Cu(Ag)@(NH<sub>3</sub>)<sub>n</sub>](M=Be、Mg和Ca;n=1-3)
摘要: 在本研究中,我们采用密度泛函理论(DFT)探究了M[Cu(Ag)@(NH3)n](M = Be、Mg和Ca;n = 1–3)富电子电子盐分子的二阶非线性光学(NLO)特性。这类电子盐分子由碱土金属(Be、Mg和Ca)与掺杂于氨团簇中的过渡金属(Cu和Ag)构成。电荷自然布居分析及其最高占据分子轨道表明,M[Cu(Ag)@(NH3)n]化合物具有类似碱土金属形成双笼电子盐分子的富电子特征,展现出巨大的静态一阶超极化率(βe0),其中Be[Ag@(NH3)2]的一阶超极化率达到峰值216,938(原子单位),并具有振动谐波一阶超极化率。
关键词: NLO(非线性光学)、过渡金属、碱土金属、DFT(密度泛函理论)、双笼型过剩电子化合物
更新于2025-09-23 15:21:21
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五元杂环在精细调控简单供体-受体体系HOMO-LUMO能隙作为有机太阳能电池材料中的意义:一种DFT方法
摘要: 通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)详细研究了五元杂环在简单给体-受体体系中的重要性。通过有效替换八种不同环系,可显著降低HOMO-LUMO能隙。核独立化学位移(NICS)计算有助于预测中心杂环体系的芳香性。自然键轨道(NBO)分析揭示了电荷贡献情况。对前线分子轨道(FMO)的细致观察为离域现象提供了详细解释。
关键词: NICS(核独立化学位移)、DFT(密度泛函理论)、NBO(自然键轨道理论)、TDDFT(含时密度泛函理论)、HOMO-LUMO(最高占据分子轨道-最低未占分子轨道)
更新于2025-09-23 15:19:57
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吸电子/供电子基团对新型有机染料"3-(5-(4-(二苯氨基)苯乙烯基)噻吩-2-基)-2-氰基丙烯酸"在N型染料敏化太阳能电池中敏化作用的影响:一项理论研究
摘要: 采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)方法对一系列无金属给体-π-受体(D-π-A)染料进行了计算研究。以新型有机D5染料(3-(5-(4-(二苯胺基)苯乙烯基)噻吩-2-基)-2-氰基丙烯酸)为主要结构,其中三苯胺为给体、氰基丙烯酸为受体、噻吩基团为π连接桥,通过分析几何结构、电荷分布、电子注入及吸收光谱,研究了不同位置取代不同吸电子/供电子基团对染料效率的影响。针对固定在二氧化钛上的取代染料也探讨了电子注入问题。计算表明,在特定位置引入吸电子基团可提升染料效率。
关键词: TDDFT(含时密度泛函理论)、吸电子基团、DFT(密度泛函理论)、供电子基团、染料敏化太阳能电池、D5染料
更新于2025-09-23 15:19:57
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双色团吡咯-荧光团共轭体的多样性导向合成与光学性质
摘要: 钯-铜偶联-异构化反应的温和条件为通过连续四组分反应构建蓝色发光吡咯提供了一条高度汇聚、显色的合成路径。基于该策略可便捷获取酚类衍生物,后者通过简便的卤代荧光团烷基化二级转化,能衍生出一系列双发色团吡咯-荧光体共轭物。研究采用吸收与发射光谱解析了蓝色发光衍生物及共轭物的光物理性质,揭示了短程分子内能量传递过程及竞争性荧光猝灭现象。部分案例中,能量传递不完全导致双发射现象(例如蓝光与红橙色发光共同呈现的品红-玫瑰色发射)。实验光物理结果通过DFT和TD-DFT计算得到合理阐释。
关键词: DFT(密度泛函理论)、多组分反应、能量转移、二级官能化、吸收、发射、双生色团、吡咯
更新于2025-09-23 01:21:06
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基于五角烯和富勒烯衍生物的有机D-A混合堆积复合物中的电荷传输特性——一项理论研究
摘要: 一系列Corannulene和Sumanene衍生物(C系列和S系列)被设计为有机D-A混合堆叠共晶复合物。通过DFT方法研究了分子间相互作用能、前线分子轨道、超交换电子耦合及轨道重叠积分的可视化。通过计算相互作用势能预测了晶体中的分子堆积构型。应用超交换机制研究了电荷传输特性??梢栽げ釩系列D/A复合物具有电子传输的潜在优势,尤其是C/C-5F。然而,S系列D/A复合物存在固有的电子传输弱点。我们的发现有助于更好地理解Corannulene和Sumanene作为新型D-A混合堆叠共晶电荷转移体系的结构-性能关系。
关键词: 电荷传输性质、Corannulene(碗烯)、DFT(密度泛函理论)、Sumanene(五苯并冠烯)、D-A混合堆叠共晶
更新于2025-09-24 03:06:03