杂环戊二烯作为π⁃桥调控锌卟啉染料光电性能的理论研究

作     者：高倩倩 袁清堂 宋旭锋 于艳敏 郭静 GAO Qian‑Qian;YUAN Qing‑Tang;SONG Xu‑Feng;YU Yan‑Min;GUO Jing

作者机构：北京工业大学环境化工系绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124 

出 版 物：《无机化学学报》 (Chinese Journal of Inorganic Chemistry)

年 卷 期：2022年第38卷第2期

页      面：295-303页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.21776021) 北京高校卓越青年科学家计划项目(No.BJJWZYJH0201910005017)资助 

主　　题：卟啉 染料 杂环戊二烯 π‑桥 密度泛函理论 

摘      要：为了研究杂环戊二烯作为π‑桥对锌卟啉染料光电性能的影响,在染料YD2‑o‑C8的基础上,通过引入含有不同杂原子的杂环戊二烯作为π‑桥设计了6种新型锌卟啉染料。采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD‑DFT)方法对染料的前线分子轨道、吸收光谱和电子-空穴分离特性进行研究。结果表明,与染料YD2‑o‑C8相比,杂环戊二烯的引入可以提升卟啉染料的光电性能,且改变杂原子可以调控卟啉染料的光电性能。对杂环戊二烯性质与卟啉染料光电性能的相关性研究发现,杂环戊二烯的最低空轨道能级与卟啉染料光电性能之间具有较好的线性关系。杂环戊二烯的接受电子能力越强,相应卟啉染料的光电性能越好。硅杂环戊二烯由于具有最强的接受电子能力而使相应的卟啉染料具有最宽的光谱吸收范围以及最强的分子内电荷转移能力。