晶态PDINH光催化剂基态及激发态的第一性原理计算

为了揭示有机光催化剂激发态性质与其光催化剂性能之间的关系,以PDINH晶体为模型光催化剂,使用第一性原理方法对其基态和激发态进行理论研究。密度泛函计算得知,PDINH晶体的带隙约为1.61 eV,其价带和导带贡献都来自于C和O原子的2P轨道;含时密度泛函计算了PDINH晶体的紫外-可见光谱,使用电子-空穴分析方法对造成可见-红外响应的6种激发态进行分析,确定了激发类型,绘制了电子图、空穴图、电子-密度差分图,并计算了D、Sr、H、t,Ecoul、 HDI和EDI等7种指数。结果显示,晶态PDI的6种激发态虽然激发类型分可为n->π*和π->π*2类,但都属于电子局域激发,不利于电子-空穴分离,导致其光催化性能不理想,与实验结果吻合。