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3,5-二甲氧基苯甲醇(3,5-dimethoxybenzylalcohol,L1OH)是一种医药中间体,同时它也是一族树枝状高分子的起始物(precursor)。研究它的分子结构、振动光谱和吸附特性等,有助于分析这族更高代的树枝状高分子的结构和特征,拓展其更广阔的应用领域。据我们了解,已有不少的文献报导了L1OH的合成和结构,但有关其分子振动光谱和表面增强拉曼光谱方面的研究还没有人报导。
密度泛函理论(densityfunctionaltheory,DFT)以近似能量密度泛函为基础建立的方法可以对分子振动光谱进行理论上的计算,其计算量比从头计算方法小得多,可以计算大的复杂体系。其考虑电子交换和电子相关能量,使理论计算的结果也更精确。Gaussian是一种功能强大的计算工具,是由许多模块连结而成的计算量子化学程序包,可以计算振动跃迁的红外和拉曼光谱。我们利用Gaussian98计算了L1OH的分子振动光谱,并对其振动模式做了逐一指认。
拉曼光谱在研究物质结构特别是晶体结构与相变以及分子振动、转动光谱方面是一种非常重要的分析手段;红外光谱是研究分子结构和分子振动光谱的另一重要工具。表面增强拉曼光谱(SERS)具有很高的灵敏度,是研究吸附在金属表面的分子结构及吸附分子与表面的相互作用的非常有力的工具。
本论文共分如下五部分:第一章,介绍了树枝状高分子的结构、合成、应用以及研究进展;并且介绍了拉曼光谱和表面增强拉曼光谱的基本概念、表面增强拉曼光谱的特点、衬底制备方法和新的研究进展。
第二章,在B3LYP混合泛函和6-31G基矢函数组水平上,利用Gaussian98软件计算了L1OH的分子振动光谱,并对其振动模式进行了逐一指认。
第三章,实验测量了L1OH粉末的红外、拉曼光谱,并分别与理论计算结果进行了比对和分析。
第四章,研究了L1OH分子吸附在银胶、抛光铜、银镜表面上的SERS光谱,通过实验数据和DFT理论计算出的分子振动光谱进行比对,得出了L1OH分子在金属表面上的吸附状态。
第五章,初步研究了L1OH、L2OH、L3OH三种树枝状高分子的正常拉曼光谱(NRS),研究了L2OH吸附在抛光铜和银胶等表面上的表面增强拉曼光谱。