含咪唑与TEMPO单元的离子液体的密度泛函方法研究

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采用密度泛函方法在(U)B3LYP/6-3 1+G(d,p)水平上对含咪唑与TEMPO单元的离子液体(TEMPO-IL)及其得失电子后的情况进行理论研究。通过设计氧化还原反应、利用吉布斯自由能变,计算了不同型体组成电对的电势数值,用以阐明型体结构与其属性的关系。结果表明:(1)TEMPO-IL得一个电子后的三线态Triplet-Ⅱ比单线态Singlet-Ⅱ稳定;(2)TEMPO-IL得一个电子的过程明显影响了咪唑端的键长与自然电荷布居:继续得一个电子后,受到明显影响的是自由基端。另一方面,当TEMPO-IL失去一个电子时,仍然是自由基端发生明显变化:(3)TEMPO-IL的正电荷布居在C2上,而非人们通常认为的N3上:(4)计算得到的TEMPO-IL不同型体的氧化还原电对的电势数值分别为-5.51V、-0.32V、4.19V,利用电势数值可对实验中存储装置测得的写电压(-6V)、读电压(-1V)、擦电压(5V)进行合理解释,这些计算结果表明存储装置的读、擦、写电压与TEMPO-IL得失电子的型体结构变化有直接关系。这些计算结果可为开发新型存储材料提供有用的理论参考。 The density functional theory (TEM) method was used to study TEMPO-IL with and without electrons at (U) B3LYP / 6-3 1 + G (d, p) By designing the redox reaction and using the Gibbs free energy change, the potential values ​​of different types of compositional pairs are calculated to clarify the relationship between the type structure and its properties. The results showed that: (1) Triplet-II triplet after TEMPO-IL had one electron was more stable than single-state Singlet-Ⅱ; (2) TEMPO-IL had an obvious effect on the bond length and natural charge of imidazole : Continue to get an electron, was significantly affected by the free radical end. On the other hand, when TEMPO-IL loses an electron, there is still a significant change in the free-radical end: (3) the positive charge of TEMPO-IL resides on C2 rather than the one commonly thought of as N3: (4) The obtained TEMPO-IL different types of redox couple potential values ​​were -5.51V, -0.32V, 4.19V, the potential value of the experimental storage device can be measured write voltage (-6V), read voltage (-1V) and erase voltage (5V). These calculations show that the reading, erasing and writing voltages of the memory device are directly related to the structural changes of TEMPO-IL gain and loss electrons. These results can provide a useful theoretical reference for the development of new storage materials.
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