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D-A型共轭低聚物的电子性质及D-A比对其影响的理论研究
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]重庆三峡学院化学与环境工程学院,重庆404100
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:21073144); 重庆三峡学院重点科研项目(批准号:11ZD-10)资助
中文摘要:

以[1,2,5]噻重氮并[3,4-g]喹喔啉(TQ)为受体、噻吩(Th)、噻吩并[3,2-b]噻吩(TTh)和吡咯(Py)为供体,设计了6类供体-受体(D-A)型共轭低聚物.采用杂化的密度泛函方法(B3LYP),研究了此6类低聚物的电子结构和性质.电子密度拓朴分析和核独立化学位移计算表明,随着聚合度的增加,体系共轭程度增强,HOMO-LUMO能级差逐渐减小.同时,随着聚合度的增加,低聚物电离能减小,电子亲和势增大.供体-受体摩尔比(D-A比)对低聚物的性质有重要影响,提高D-A比能有效地增大分子内电荷迁移,从而使HOMO-LUMO能级差减小.Py不仅是一个强的电子供体,还是一个潜在的氢键供体.在含Py结构单元的低聚物中,由于分子内氢键的存在使其具有较大的分子内电荷迁移值.所设计的6种基于TQ的四聚体均具有较小的HOMO-LUMO能级差(〈1 eV),使其相应的聚合物的能隙更小,可作为潜在的性能优良的导电材料.

英文摘要:

Six types of donor-acceptor conjugated oligomers were designed by choosing thiadiazolo-quinoxaline(TQ) as the acceptor and thiophene(Th),thienothiophene(TTh) or pyrrole(Py) as the donor unit.B3LYP method was employed to investigate the electronic structure and properties of the designed oligomers.The atoms-in-molecules(AIM) topological analysis and nuclear-independent chemical shift(NICS) results show that the conjugational degree is increased with main chain extension and thus leads to a decrease in HOMO-LUMO energy separation.In addition,the vertical ionization potential decreases and the vertical electron affinities of these oligomers increase with an increase in polymeric number.The molar ratio of donor to acceptor unit(D-A ratio) plays a very important role on the electronic properties.It is found that the intramolecular charge transfer increases and the HOMO-LUMO energy separation decreases with an increase in the ratio of donor unit.However,the effects of D-A ratio on the electronic properties become weaker as the polymer chain becomes longer.The unusually large intramolecular charge transfer caused by the intramolecular hydrogen bond reveals that pyrrole is not only a strong electron donor,but also a potential hydrogen bond donor.The theoretical results suggest the corresponding copolymers of the designed oligomers should be the good candidates for conducting materials due to the narrow HOMO-LUMO energy separation( 1 eV).

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676