Lindqvist型多酸螺芴氧杂蒽衍生物电子性质和吸收光谱的理论研究

摘要

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了螺芴氧杂蒽修饰Lindqvist型多酸基有机-无机杂化衍生物的电子性质、吸收光谱和跃迁性质.结果表明:各体系的最高占据分子轨道(HOMO)能级均低于电解质I-/I3-的氧化还原电位,保证染料快速有效地再生;最低未占据分子轨道(LUMO)能级均高于TiO2的导带能级,有利于电子从激发态染料注入到TiO2导带;各体系的吸收光谱均呈现出2个主要吸收峰,在可见光区具有较强吸收,与咔唑相比,向螺芴氧杂蒽引入三苯胺有利于吸收光谱红移;各体系均具有较强的光吸收效率.电子注入自由能计算表明:用芘和芴取代三苯胺一个苯环的体系3和4具有较大的电子注入效率,这2个体系有望成为性能优异的光敏染料.