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本论文主要内容分为三部分:第一部分为受质子转移反应控制的电荷转移反应;第二部分为稀土配合物中电荷转移反应与稀土离子敏化过程之间关系的研究;第三部分为Ir(Ⅲ)配合物的计算化学研究。
第一部分包括两章,第一章主要介绍光致发光、溶剂效应等基础知识,从最基础的“光的本质”到溶剂显色效应、β-二酮在溶液中的平衡等,为第二章研究工作的展开叙述做铺垫。第二章主要介绍我们在电子-质子转移反应方面做的研究工作.我们设计合成了一个D-π-A-A(D:Donor;A:Acceptor)的β-二酮分子CDBM,发现它具有很有趣的受激发波长调制的双荧光现象。我们对其展开了一系列的光物理性质的表征以及进行了必要的理论化学计算,基于这些结果,我们提出了一个“基态、激发态质子转移反应控制的电荷分离与复合”机理来解释CDBM受激发波长调制的双荧光现象。
第二部分包括第三、第四两章,第三章主要介绍稀土离子的能级结构及稀土配合物中的能量传递理论;第四章则介绍我们在稀土配合物能量传递领域的一些研究工作。我们以前述CDBM为配体,与Eu3+离子配位形成稀土配合物,发现此配合物同时存在配体的电荷转移跃迁(chargeTransfer,CT)荧光和稀土离子的特征发射,但是研究表明配体的CT荧光并不能向稀土离子传能,稀土离子依然通过配体的三重态被敏化。
第三部分包括第五、六两章,第五章简单介绍密度泛函(DensityFunctionalTheory,DFT)方法及其化学应用;第六章则介绍怎么选择泛函来研究Ir(Ⅲ)配合物。对于含有重金属元素的配合物体系,由于计算量很大,传统的后-HF(postHartree-Fork)方法由于太昂贵而没有使用价值,而DFT方法却能以较少的计算机时获得可信的结果,因而被广泛用于含有重金属元素的配合物体系的理论研究。但是目前在怎么选择泛函方面的研究工作却很少,于是大部分研究者都不加选择的使用B3LYP方法。我们通过对比20多种泛函对12个Ir(Ⅲ)配合物的几何结构预测结果,发现最常用的B3LYP表现最差,原因在于B3LYP没有使用“均一电子气体”模型。基于我们的研究结果,我们推荐对Ir(Ⅲ)配合物使用满足“均一电子气体”模型的泛函PBE1PBE。