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基于吡啶的小型有机共轭分子的结构、振动及非线性光学性质预测
摘要: 有机材料的非线性光学(NLO)效应源于分子中离域电子和大极化率。本研究采用B3LYP/6-311G(d,p)水平的密度泛函理论(DFT),对2,6-二甲氧基-3,5-二硝基吡啶(M1)、2-甲氧基-3-硝基吡啶(M2)和2-甲氧基-5-硝基吡啶(M3)三类吡啶衍生物进行了理论研究。通过规范无关原子轨道(GIAO)方法计算了目标化合物的核磁共振(1H和13C-NMR)化学位移,并与实测结果进行对比。红外吸收光谱与拉曼光谱互为补充,提供了分子结构鉴定所需的特征基频振动信息。通过测定前沿分子轨道(HOMO、LUMO)、电离势(IPad)和电子亲和能(EAad)等电子性质,深入解析了分子特性。运用含时密度泛函理论(TD-DFT)预测的电子吸收光谱与实验结果高度吻合。通过自然键轨道(NBO)计算阐明了充满轨道与空轨道间的各类二阶相互作用,这些作用既是分子间相互作用的量度,也反映了分子内离域程度。此外,研究表明这些分子体系具有较大的静态一阶超极化率,在非线性光学材料开发中具有潜在应用价值。
关键词: NLO性质、电子性质、DFT、光谱、NBO
更新于2025-09-23 15:23:52
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探索新型生物活性杂环类化合物2MEFPBA染料的光谱特征与量子化学计算:实验与理论方法
摘要: 我们报道了杂环化合物2-甲氧基-5-氟苯基硼酸(2MEFPBA)染料基态与激发态偶极矩的实验与理论测定结果。随着溶剂极性增强观察到红移现象,表明存在由分子间电荷转移相互作用引起的π→π*跃迁。研究发现其基态与激发态偶极矩方向相互平行。采用B3LYP/6-31++g(d,p)基组的密度泛函理论,我们研究了2MEFPBA的分子结构、前沿分子轨道(FMO)、自然键轨道(NBO)分析及非线性光学(NLO)特性。通过FMO能级分析了2MEFPBA的化学反应活性与动力学稳定性。利用极化率和超极化率计算确定NLO性质,而自然键轨道(NBO)分析显示所选给体-受体体系内存在质子转移,该化合物具有较大的稳定化能。
关键词: 分子静电势(MEP)、自然键轨道(NBO)、前线分子轨道(FMO)、溶剂化变色基态与激发态偶极矩以及非线性光学性质(NLO)。
更新于2025-09-23 15:22:29
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等离子体激元Ag纳米颗粒接枝的三元Ag/PaNi/NaNbO3纳米复合光阳极在光电化学水分解中的增强性能
摘要: 在本研究中,我们通过简便的化学吸附法成功合成了银纳米颗粒(Ag-NPs)修饰的二元PaNi/NBO纳米复合材料,并证实其具有增强的光电化学(PEC)水分解活性。三元Ag/PaNi/NBO光阳极的电流密度比原始NaNbO3纳米纤维(NBO-NFs)高出约5倍。在0.9 V(相对于Ag/AgCl)电位下,三元Ag/PaNi/NBO光阳极的电流密度达到5.93 mA/cm2,而原始NBO-NFs光阳极仅为0.85 mA/cm2。性能提升归因于高比表面积、PaNi与NBO-NFs之间形成的II型异质结,以及Ag-NPs等离子体效应的引入——该效应扩展了太阳光谱可见光部分的吸收范围,共同降低了具有强氧化还原能力的电荷复合。此外,EIS测试显示三元Ag/PaNi/NBO光阳极具有更低的电荷转移电阻(Rct),其入射光子-电流转换效率(IPCE)提升至约31.3%,比裸NBO-NFs光阳极高出约23%。这些结果表明,三元Ag/PaNi/NBO纳米复合材料是具有PEC活性和广泛应用前景的理想材料。
关键词: 水分解,银纳米粒子,PaNi,NaNbO3,Ag/PaNi/NBO
更新于2025-09-23 15:19:57
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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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10-乙酰基-10H-吩噻嗪-5-氧化物的自然键轨道、非线性光学及热力学性质
摘要: 本文采用密度泛函理论(DFT)方法及6-311++G(d,p)基组,分析了10-乙?;?10H-吩噻嗪-5-氧化物的自然键轨道(NBO)、非线性光学及热力学性质。NBO分析表明分子内/间电荷转移导致体系稳定化。预测的非线性光学性质(如极化率和一阶超极化率)显示该分子可能具有未来研究价值。
关键词: DFT、非线性光学及热力学性质,NBO,APTZ
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过DFT/TDDFT方法解析噻吩寡聚物中Π共轭对光电性能的作用
摘要: 采用DFT/TDDFT计算方法研究了噻吩低聚物,旨在评估其光电器件适用性并分析π桥的影响。结果表明噻吩低聚物具有优异的π共轭特性。前线分子轨道分析估算了噻吩低聚物的带隙,并揭示最高占据轨道(HOMO)定域于π桥、给体基团,最低未占轨道(LUMO)定域于π桥和受体基团。通过TDDFT计算解析了其在气相和溶剂相中的吸收特性,PCM计算显示吸收最大值呈现正溶剂化变色效应。在设计候选分子中,含更多π桥的体系表现出更长的吸收波长,有望成为更优的光电材料。NBO分析证实这些体系存在完全离域现象。值得注意的是,含更多π桥的低聚物比少π桥者展现出更优异的光电性能。
关键词: 噻吩低聚物,TDDFT,π桥,PCM,NBO
更新于2025-09-09 09:28:46