发光共价有机骨架识别污染物分子的理论研究

发布时间：2021-02-17 06:55

　　光化学传感器因具有灵敏度高、选择性好、简便快捷等优点而备受关注,它是通过被检测物质与敏感层之间的相互作用所引起的发光性质（荧光强度或颜色）的改变来进行物质检测的。本文采用密度泛函理论（DFT）以及含时密度泛函理论（TDDFT）分别研究了NH₃、甲醛和硝基苯对发光共价有机骨架（LCOFs）的发光性能的影响。通过截取能够代表共价有机骨架（COFs）周期性结构的结构基元进行后续计算。结构基元与污染物分子（NH₃、甲醛和硝基苯）会形成多种氢键异构体,本论文通过选取最合理的氢键异构体可以阐明分子间氢键作用对LCOFs发光机理的影响。本论文第二章研究LCOF-1（Ph-An-COF）与NH₃之间的氢键相互作用,发现Ph-An-COF与NH₃结合之后改变了Ph-An-COF的发光机理;通过对S₀和S₁态下氢键的键长、红外光谱和¹H NMR的对比说明氢键在S₁态下变强,这与电子激发能的预测一致。电子激发态下氢键的增强使Ph-An... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 共价有机骨架
        1.1.1 共价有机骨架简介
        1.1.2 发光共价有机骨架及其发光机理
        1.1.3 发光共价有机骨架传感机制
    1.2 荧光化学传感器
3 的识别传感">        1.2.1 NH₃ 的识别传感
        1.2.2 甲醛的荧光传感
        1.2.3 硝基爆炸物的荧光传感
    1.3 氢键相互作用
        1.3.1 激发态氢键动力学
        1.3.2 发光COFs与小分子之间的氢键
    1.4 密度泛函理论
        1.4.1 Thomas-Fermi模型
        1.4.2 Hoheberg-Kohn定理
        1.4.3 Kohn-Sham方程
    1.5 含时密度泛函理论
        1.5.1 Runge-Gross定理
        1.5.2 含时Kohn-Sham方程
        1.5.3 线性响应
    1.6 本文的研究内容及意义
3的机理">2 发光共价有机骨架（LCOF-1）检测NH₃的机理
    2.1 计算方法
    2.2 计算模型
        2.2.1 结构单体的选择
        2.2.2 氢键复合物的选择
    2.3 发光机理
        2.3.1 电荷分析
        2.3.2 前线分子轨道和电子组态
    2.4 电子激发能
    2.5 电子激发态下的氢键行为
    2.6 氢键对Ph-An-COF发光性能的影响
    2.7 本章小结
3 发光共价有机骨架（LCOF-2）检测甲醛的机理
    3.1 计算方法
    3.2 计算模型
        3.2.1 结构单体的选择
        3.2.2 氢键复合物的选择
    3.3 发光机理
        3.3.1 电荷分析
        3.3.2 前线分子轨道（MOs）和电子组态
    3.4 电子激发能
    3.5 电子激发态下的氢键行为
2-COF-2 发光性能的影响">    3.6 氢键对sp²-COF-2 发光性能的影响
    3.7 本章小结
4 发光共价有机骨架（LCOF-3）与硝基苯的氢键相互作用
    4.1 计算方法
    4.2 计算模型
        4.2.1 结构单体的选择
        4.2.2 氢键复合物的选择
    4.3 发光机理
        4.3.1 电荷分析
        4.3.2 前线分子轨道和电子组态
        4.3.3 电子转移过程
    4.4 电子激发能
    4.5 氢键在电子激发态下的行为
    4.6 氢键增强对TAT-COF-2 荧光的影响
    4.7 本章小结
结论
创新点及展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3037616