氫鍵動力學(xué)對光物理過程的影響.pdf

1、激發(fā)態(tài)氫鍵的研究對于理解發(fā)光材料和客體分子選擇性結(jié)合前后發(fā)光性能的改變是至關(guān)重要的。本文主要從氫鍵角度出發(fā)，揭示客體分子影響發(fā)光材料光物理過程的本質(zhì)。以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象為基礎(chǔ)，構(gòu)建由發(fā)光材料和客體分子組成的復(fù)合物，根據(jù)能量和分子間距選擇合理的復(fù)合物構(gòu)型進(jìn)行研究。應(yīng)用密度泛函理論(DFT)和含時密度泛函理論(TDDFT)方法系統(tǒng)研究發(fā)光材料和客體分子之間的氫鍵作用，計算發(fā)光材料和復(fù)合物的光物理過程，分析氫鍵動力學(xué)對光物理過程的影響，揭示客體

2、分子改變發(fā)光材料發(fā)光性能的本質(zhì)，為設(shè)計高靈敏度的光學(xué)傳感器提供理論指導(dǎo)。
　　研究發(fā)現(xiàn)甲醛通過氫鍵與發(fā)光金屬有機(jī)骨架LMOF[Zn(3-tzba)(2，2'-bipy)(H2O)]·3H2O骨架進(jìn)行連接。甲醛的引入使得該LMOF的發(fā)光機(jī)理由配體到配體的電荷轉(zhuǎn)移變?yōu)楣庹T導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移。分析基態(tài)和激發(fā)態(tài)下幾何構(gòu)型、核磁、結(jié)合能和紅外光譜數(shù)據(jù)，推斷出光激發(fā)后分子間氫鍵增強(qiáng)，熒光減弱或淬滅。計算該LMOF和氫鍵復(fù)合物的熒光發(fā)射和內(nèi)轉(zhuǎn)換躍遷速率

3、系數(shù)，分析光物理過程，定量說明甲醛的引入降低了該LMOF熒光輻射過程，增強(qiáng)了內(nèi)轉(zhuǎn)換過程，導(dǎo)致了熒光減弱甚至淬滅現(xiàn)象。據(jù)此，LMOF[Zn(3-tzba)(2，2'-bipy)(H2O)]·3H2O是識別甲醛的潛在傳感材料。
　　從氫鍵角度，研究水分子對二氧化硅膠束中4-二苯胺基苯甲醛染料熒光性能的影響，解釋水溶液中膠束內(nèi)熒光增強(qiáng)現(xiàn)象的成因。膠束中染料的醛基部分可以與水分子形成氫鍵。發(fā)光機(jī)理的研究直觀地揭示了水分子對染料前線分子軌道

4、組成的改變。通過對氫鍵復(fù)合物基態(tài)和激發(fā)態(tài)下幾何構(gòu)型、氫鍵結(jié)合能和核磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合電子激發(fā)能研究，系統(tǒng)地證實(shí)激發(fā)態(tài)下氫鍵是減弱的。激發(fā)態(tài)下氫鍵減弱能夠?qū)е氯玖铣霈F(xiàn)熒光增強(qiáng)現(xiàn)象。
　　研究2，5-二碘氟硼二吡咯(I2-BODIPY)及其與氧分子形成復(fù)合物的光物理過程，從穩(wěn)態(tài)淬滅方向解釋氧傳感機(jī)理，豐富氧傳感的理論研究。對比不同復(fù)合物的能量發(fā)現(xiàn)I2-BODIPY和氧分子可以形成基態(tài)為三線態(tài)的氫鍵復(fù)合物和鹵鍵復(fù)合物。選擇鹵鍵復(fù)合