金屬錸配合物的合成及光物理和理論計(jì)算的研究

談靜靜 馮華

摘 要：金屬錸（Re）配合物因?yàn)榫哂辛己没瘜W(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的光化學(xué)性質(zhì)，因此受到許多專家學(xué)者的青睞。本文設(shè)計(jì)合成了一種新型的金屬錸的配合物，通過光物理以及含時(shí)密度泛函理論（TD-DFT）對配合物進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：錸配合物;光物理;含時(shí)密度泛函理論

1 引言

Wrighron和Morse[1]在1974年首次發(fā)現(xiàn)以羰基聯(lián)吡啶為配體得到的錸配合物具有優(yōu)良的光化學(xué)和光物理性能，因此引起了廣大科研工作者的興趣，使得錸配合物逐漸走進(jìn)人們的視線。在太陽能轉(zhuǎn)換[2]，光信息儲(chǔ)存[3]，生物成像[4]等許多方面都有研究。

配合物的合成過程如圖1-1所示：

2 光物理性能的研究

配合物的紫外圖譜和發(fā)射光譜分析（見圖2-1，圖2- 2）

觀察紫外吸收光譜我們可知，在285nm左右出現(xiàn)了由于配體內(nèi)π→π*電荷躍遷引起的比較強(qiáng)的紫外吸收帶;在310-480nm出現(xiàn)的較弱的紫外吸收帶是因?yàn)榻饘俚脚潴w之間的躍遷引起的。通過觀察發(fā)射光譜可知，配合物的最大發(fā)射波長在565nm左右，是一種橙黃光發(fā)射，這個(gè)發(fā)射峰可以歸屬于金屬到配體電荷轉(zhuǎn)移躍遷，即MLCT。

3 理論計(jì)算

利用TD-DFT方法，采用贗勢基組SDD對金屬中心進(jìn)行計(jì)算，其他原子在考慮溶劑化模型（PCM）的情況下通過B3LYP/6-311G（d）研究了配合物的吸收光譜，溶劑選擇了和實(shí)驗(yàn)一致的二氯甲烷（DCM）。計(jì)算模擬的結(jié)果如圖3-1所示。

配合物實(shí)驗(yàn)測的最大峰的位置與計(jì)算結(jié)果吻合的較好，但是計(jì)算的振子強(qiáng)度與實(shí)測峰的強(qiáng)度存在一定的差異。文中計(jì)算了20個(gè)激發(fā)態(tài)，從計(jì)算所得的躍遷結(jié)果來看，配合物的最大吸收峰主要是以S0→S15躍遷為主。

4 總結(jié)

本文中我們通過紫外-吸收光譜和發(fā)射光譜研究了配合物的光物理性能，研究發(fā)現(xiàn)該配合物是典型的由MLCT引起一種橙黃光發(fā)射。同時(shí)利用TD-DFT計(jì)算模擬了配合物的吸收光譜，發(fā)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)值比較吻合，并指認(rèn)了躍遷類型。該類配合物因?yàn)閮?yōu)異的發(fā)光性能，因此可以做為潛在的發(fā)光材料。

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