卟啉类自组装单体的量化计算筛选

为进一步提高卟啉基自组装光催化剂的性能,先使用密度泛函理论对10种备选单体进行理论筛选,从偶极矩、氢键数量、能带间隙等3个方面考虑,H_(6)TCPC在10种待选单体中性能最好;然后,使用含时密度泛函理论对H_(6) TCPC的激发态进行计算,得到其紫外可见光谱,并使用电子-空穴分析、片段间电荷转移方法对S1~S5的5个激发态进行分析,确定其激发类型,绘制了电子-空穴图、Chole-Cele图、Sr函数图;计算了D、Sr、H、t、E_(coul)、HDI和EDI等7种指数;最终得到S1激发态的各组成原子对电子和空穴的贡献和各组成片段间的电子转移量。

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。