内容简介

内容提要本书针对几种铼(Ⅰ)配合物发光性能和目前存在的问题，利用量子化学计算方法，从分子的微观电子结构出发，考虑溶剂化作用，深入剖析分子的基态、激发态、吸收与发射光谱的性质，从本质上揭示了几何结构与光电性质的关系，预测其应用在有机发光二极管（OLED）和染料敏化太阳能电池（DSSC）领域时的发光性能。研究成果为设计、合成发光性能更好的铼配合物新材料提供了新思路。本书可供从事发光材料理论研究的相关人员使用，也可供化学专业、材料专业以及其他相关专业的大学生和研究生参考。

前言概述

前言铼配合物作为发光体,发光性能较好，因而在发光材料、光催化剂、光敏化材料等方面有广泛的应用前景。研究铼配合物的发光机制，从电子结构的角度分析配合物的发光性质，对新型发光材料的设计和开发,有十分重要的意义。另外，铼配合物还可以作为染料敏化太阳能电池中的染料分子。因此，研究铼配合物的电子结构和光谱性质是非常必要的。随着科技的发展，理论计算显示出其较高的精度和准确度，所以理论计算的发展将进一步推进发光材料的发展，为设计和合成新的具有高性能的材料和效率较高的染料太阳能电池提供了有力的指导。本书利用计算手段对潜在具有丰富的光化学和光物理性质的几类铼配合物进行研究，讨论其结构与发光机制之间的内在关系，并对其在有机发光二极管（OLED）和染料敏化太阳能电池（DSSC）领域的应用进行探讨；以计算得到的真实分子的可靠信息为基础，通过理论研究，揭示该类配合物的本质特征，从而达到指导配合物的合成和实际应用的目的。本书共分为8章：第1章主要介绍相关研究背景和理论方法；第2章主要介绍不同配体对铼配合物\[ReX(CO)3(N^N)\]的光谱性质的影响；第3章主要介绍含邻菲罗啉配体的铼(Ⅰ)配合物的发光性质；第4章主要介绍含吡啶四唑配体的铼(Ⅰ)三羰基配合物的发光性能；第5章主要介绍含硫配体的铼（Ⅰ）三羰基配合物作为染料分子的性能;第6章主要介绍羧基位置和数目对铼(Ⅰ)三羰基配合物作为染料敏化剂性能的影响；第7章主要介绍不同官能团对含炔基铼(Ⅰ)配合物敏化特性的调控作用；第8章是对本书内容的总结与展望。本书是作者主持多项科研和教改项目研究成果的结晶，包括国家自然科学基金青年项目（21401120）、山西省研究生教育改革项目（2019JG126）、山西省高等学校教学改革创新项目（J2020122）、山西师范大学教学改革项目（2019JGXM-01）等,在此，衷心感谢国家自然科学基金委员会、山西省教育厅、山西师范大学在研究和出版方面给予的经费支持。本书在撰写过程中，得到了山西师范大学化学与材料科学学院、磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室的贾建峰教授、任颖副教授等诸多老师的大力支持，另外魏佳、杨筱竹和韩慧玲同学也付出了很多努力，在此一并向他们表示感谢。由于作者水平所限，书中难免存在疏漏之处，敬请同行专家和广大读者批评指正。作者
2020年5月

作者介绍

张婷婷，山西师范大学副教授，一直从事有关发光材料理论计算模拟的研究。曾主持国家自然科学基金青年项目1项，中国博士后科学基金1项；在J.phys.Chem.C、J.phys.Chem.A等杂志上发表SCI论文12篇；荣获山西省2012年度优秀博士论文，2019年入选山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才

目录

1绪论

1.1过渡金属配合物发光材料

1.1.1发光材料简介

1.1.2过渡金属配合物的发光特性

1.1.3典型的过渡金属配合物发光材料

1.2染料敏化太阳能电池

1.2.1染料敏化太阳能电池发展简介

1.2.2染料敏化太阳能电池的结构和工作原理

1.2.3染料敏化剂简介

1.3理论基础和计算方法

1.3.1分子轨道理论和电子激发态理论

1.3.2前线分子轨道理论

1.3.3电子光谱理论

1.3.4分子光谱

1.3.5理论计算的发展

参考文献

2铼配合物\[ReX(CO)3(N^N)\]的光谱性质

2.1引言

2.2双齿配体(N^N)对铼配合物ReCl(CO)3(N^N)光谱性质的影响

2.2.1计算方法

2.2.2基态几何结构和分子前线轨道

2.2.3电离势和电子亲和势

2.2.4甲醇溶液中的吸收光谱

2.2.5三重激发态结构和在甲醇溶液中的发射光谱

2.3单齿配体X对铼配合物\[Re(X)(CO)3(N^N)\]光谱性质的影响

2.3.1计算方法

2.3.2基态结构及前线分子轨道

2.3.3电离势IP、电子亲和势EA和重组能λ

2.3.4吸收光谱

2.3.5激发态几何结构以及甲醇溶液中的磷光发射

2.3.6溶剂化作用对吸收和发射光谱的影响

2.4小结参考文献3含邻菲罗啉配体的铼(Ⅰ)配合物的发光性质

3.1引言

3.2计算方法

3.3结果与讨论

3.3.1基态结构

3.3.2前线分子轨道

3.3.3吸收光谱

3.3.4电子亲和势、电离势和重组能

3.4小结

参考文献

4含吡啶四唑配体的铼(Ⅰ)三羰基配合物的发光性能

4.1引言

4.2计算方法

4.3结果和讨论

4.3.1优化的基态和激发态几何结构

4.3.2前线分子轨道性质

4.3.3吸收光谱

4.3.4磷光光谱

4.3.5光谱的溶剂化效应

4.3.6电子亲和势、电离势和重组能

4.3.7CH2Cl2溶液中的磷光量子产率

4.4小结

参考文献

5含硫配体的铼(Ⅰ)三羰基配合物作为染料分子的发光性能

5.1引言

5.2计算方法

5.3结果和讨论

5.3.1基态几何结构

5.3.2前线分子轨道性质

5.3.3甲醇溶液中的吸收光谱

5.3.4配合物在DSSC中表现的理论研究

5.4小结

参考文献

6羧基位置和数目对铼(Ⅰ)配合物作为染料敏化剂性能的影响

6.1引言

6.2羧基数目和位置对敏化性能的影响

6.2.1计算方法

6.2.2基态几何结构

6.2.3基态分子前线轨道性质

6.2.4二氯甲烷中的吸收光谱

6.2.5新型染料分子在DSSC中的性能

6.3配体上的不同官能团对敏化性能的影响

6.3.1计算方法

6.3.2官能团对染料分子基态几何结构的影响

6.3.3染料分子前线轨道

6.3.4二氯甲烷中的吸收光谱

6.3.5染料分子敏化性能相关参数

6.3.6小结

参考文献