《幾種香豆素氫鍵團簇的光物理性質及動力學過程研究》是依託河南師範大學，由劉玉芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：幾種香豆素氫鍵團簇的光物理性質及動力學過程研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉玉芳
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
香豆素氫鍵團簇的光物理性質及動力學過程的研究倍受人們的關注，是當前原子分子物理學的熱點問題。.本項目的研究內容包括如下四個方面：一、採用含時密度泛函理論等方法最佳化1,2-苯並吡喃酮衍生出的八種香豆素分子及其與水等四種分子形成的若干類香豆素氫鍵團簇的空間構型，研究其結構參數在光激發過程中的變化情況；二、計算上述香豆素氫鍵團簇的電子光譜、紅外和拉曼光譜及分子間氫鍵的結合能，分析比較其在光激發過程中的變化規律，闡明分子間氫鍵作用對團簇光物理過程的影響；三、通過構造氫鍵坐標勢能函式，分析比較其在不同電子態的差異，探索團簇內質子轉移等動力學過程的微觀機理；四、構建理論模型並建立經驗公式，描述團簇內不同類型、不同數目的氫鍵及其強度變化對團簇電子光譜、紅外及拉曼光譜的影響。項目的研究將加深對氫鍵團簇動力學過程微觀作用機理的認識，為燃料雷射器、電致發光材料、螢光探針等領域的套用研究提供數據。
結題摘要
基於所選取的八種香豆素分子與四種溶劑分子，最佳化得到各種組合方式的氫鍵團簇在基態、激發態的空間穩定構型，對比分析其結構參數的變化，發現香豆素C500分子氫鍵團簇的吸收譜峰值以及粘合程度都與溶液極性函式呈線性相關。最佳化得到以香豆素C500為母體分子的三氫鍵體系在溶液中穩定存在的分子構型。在一些氫鍵團簇結構中觀測到的激發態氫鍵加強現象，可以引起特徵官能團的紅外振動譜峰值紅移。同樣由於氫鍵強度的變化改變了分子的耦合和共軛程度，也會引起團簇的吸收光譜和螢光光譜峰值產生顯著的紅移或藍移。 在經過相關泛函、基組測試後，我們固定一系列的氫鍵鍵長或二面角，對團簇構型基態及激發態進行柔性最佳化，逐點掃描得出對應的團簇能量，用來構造基於鍵長和二面角的二維氫鍵坐標勢能函式，對氫鍵變化引起電荷轉移、質子轉移等現象的微觀機理進行解釋，取得一系列優秀的成果。發現基態與激發態下，甲酸基二萘嵌苯（FPe）分子和甲醇分子間氫鍵均能促進電荷轉移，並且氫鍵強度隨著FPe分子上吸附的甲醇的增加而增強；解釋了二氫鍵體系苯酚-硼烷-三甲胺分子(P-BTMA)激發態脫氫過程及其羥基裂解、構型異變現象；利用分子間氫鍵激發態加強理論描述並解釋了苯並惡唑衍生物分子的分子內質子轉移過程；構建三維勢能面圖，直觀揭示激發態分子內雙質子轉移過程等。另外，我們還積極地將相關工作拓展至其他領域，利用氫鍵研究了除污吸附、生物催化的“雙態反應”(TSR)機理、有機半導體遷移率調控等方面，並取得較為滿意的成果。 項目的研究加深了對氫鍵團簇動力學過程微觀作用機理的認識，為燃料雷射器、電致發光材料、螢光探針等領域的套用研究提供了豐富的數據
