氢键对DEAHB分子激发态分子内质子转移影响的理论研究

发布时间：2020-05-08 06:21

【摘要】：激发态分子内质子转移(excited state intramolecular proton transfer,ESIPT)过程是重要的光物理过程之一,研究激发态分子内质子转移过程有助于人们认识其微观机制,进而设计和开发新型功能性发光材料。本文我们采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)的方法研究了分子内氢键和分子间氢键相互作用对4-N,N′-(diethylamino)-2-hydroxybenzaldehyde(DEAHB)分子激发态分子内质子转移的影响。利用B3LYP泛函和TZVP基组对DEAHB单体和DEAHB-DMSO氢键复合物的基态和激发态结构进行了优化。我们也对DEAHB单体和DEAHB-DMSO复合物的垂直激发能做了详细的计算。同时还描绘了DEAHB单体和DEAHB-DMSO复合物的前线分子轨道和跃迁密度矩阵。此外,我们对DEAHB单体在基态和激发态的势能曲线以及红外光谱进行了计算。我们的研究证实DEAHB单体会发生ESIPT过程,同时DEAHB-DMSO复合物分子间氢键的形成会抑制DEAHB单体的ESIPT过程。
【图文】：

图 1.1 分子在基态、第一激发单重态和第一激发三重态的电子组态。激发态的分子处于能量较高且不稳定的状态，，很容易通过失活途径返回能量稳定的基态，同时释放出多余的能量[1, 2]。失活既可以发生在分子内也可以发生在分子间[2]。分子内的失活（图 1.2）包括辐射跃迁和无辐射跃迁。辐射跃迁是指激发态分子通过释放光子失活回到基态的跃迁过程，根据跃迁始态和终态电子自旋重度性质的不同可分为荧光[3, 4]（fluorescence）发射和磷光[5, 6]（phosphorescence）发射。荧光发射是指多重度相同的状态间由激发态向基态辐射跃迁发出的光，如 S→S；磷光发射是指不同多重度的能态间激发态向基态辐射

第一章 绪论迁，如 Sm→Sn或 Tm→Tn；系间窜越是指不同重度能态之间的跃迁，如 S1→T1或 T1→S0。此外，处于激发态的分子与基态相较而言，分子的能量、几何结构、电荷分布、分子极性、偶极矩等性质都会发生变化。分子这些性质的改变使得分子在激发态会发生一些重要的光化学、光物理过程[9-20]，比如质子转移（Proton Transfer，PT）、电荷转移（Charge transfer，CT）等动力学过程。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O641.1

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本文编号：2654263