二缺位Keggin型多金属氧酸盐[γ-X～（n+）W10O36]～（（12-n）-）（X=Al，Si，P，S，Ga，Ge，As，Se）电子性质的DFT研究

论文摘要

多金属氧酸盐（POMs）是由前过渡金属离子通过氧连接而成的金属-氧簇类化合物。由于多金属氧酸盐具有确定的结构,多样化的组成和优异的物理化学性质而在催化、生物、医药、分析化学和材料科学等领域显示出广阔的应用前景。随着研究的不断深入,多金属氧酸盐及其衍生物的电子性质,氧化还原性质,成键性质,同分异构体的稳定性,以及一些具有电荷转移特性的多金属氧酸盐的光学性质等备受关注本文通过量子化学计算探讨了两类多金属氧酸盐的性质,分别为二缺位γ-Keggin型多金属氧酸盐的电子性质和六钼酸盐过渡金属衍生物的非线性光学性质。研究工作主要分为两个部分:1.采用密度泛函理论方法讨论了二缺位的Keggin型多金属氧酸盐[γ-Xn+W10O36]（12-n）-（X=Al,Si,P,S,Ga,Ge,As,Se）的几何结构和电子性质,结果表明二缺位的Keggin型多金属氧酸盐的一些几何参数和HOMO,LUMO能量受X影响呈周期性变化,但是ΔE（HOMO-LUMO）基本上与X无关。[γ-SiW10O36]8-,是实验上很多反应的先驱分子,而且合成的过渡金属取代衍生物也可以作为很好的催化剂,鉴于[γ-GeW10O36]8-与其化学性质的相似性,我们推断它同样可以代替[γ-SiW10O36]8-作为反应剂,我们期待着有更多新奇的多酸及其衍生物合成出来。2.使用TDDFT-SOS方法讨论了[Fe （4′-（C≡C-C6H3-m-dimethyl）-2, 2′: 6′, 2″-terpyridine） 2]2+（体系1）和六钼酸盐过渡金属衍生物（M = Fe和Ru,分别是体系2和体系3）的三阶非线性光学（NLO）性质。其中,体系2和3具有非常大的三阶NLO系数,数量级达到10-31esu。我们对体系1和2的三阶NLO响应进行了比较。结果表明六钼酸盐和过渡金属配合物的杂化由于增加了给电子能力而有效的提高了三阶NLO性质。体系3的NLO性质相对于体系2有所提高。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 一、引言
• 二、典型的多酸结构
• （一） Lindqvist 结构
• （二） Keggin 结构
• （三） Anderson结构
• （四） Dawson 结构
• 三、多酸的研究进展和研究热点
• 四、新奇的多酸结构类型
• （一） 同多酸
• （二） 非典型的Dawson 型簇
• （三） 具有缺位多金属氧酸盐的金属配合物
• （四） 多钒酸盐
• （五） 多铌酸盐
• （六） 钼-蓝和钼-棕簇
• （七） 相关的构筑单
• 五、多酸化合物的理论研究
• 六、本论文的意义及研究内容
• （一） 选题意义
• （二） 研究内容
• 参考文献
• 第二章 量子化学计算方法及原理
• 一、量子化学的发展和应用前景
• 二、量子化学计算方法
• （一） 从头算方法
• （二） 半经验计算方法
• （三） 密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）
• （四） 时间依赖的密度泛函理论
• （五） 密度泛函计算软件
• 参考文献
• 第三章 二缺位γKeggin 型多金属氧酸盐电子性质的密度泛函理论研究
• 一、前言
• 二、计算方法
• 三、结果与讨论
• （一） [γ-Xn+W10036]（12-n）- （X = Al,Si,P,S,Ga,Ge,As,Se）的几何结构
• n+W₁₀O₃₆]^（12-n）- （X = Al,Si,P,S,Ga,Ge,As,Se）的电子性质'>（二） [γ-Xⁿ⁺W₁₀O₃₆]^（12-n）- （X = Al,Si,P,S,Ga,Ge,As,Se）的电子性质
• 四、结论
• 参考文献
• 第四章 六钼酸盐和过渡金属配合物杂化体系的NLO 性质的DFT 研究
• 一、前言
• 二、计算方法
• 三、结果与讨论
• （一） 体系1-3 的电子结构和电子光谱
• （二） 体系1-3 的三阶非线性光学极化率
• 四、结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况