石墨烯与4-二苯胺基苯甲醇的弱相互作用

摘要：采用密度泛函（DFT）方法对 4-二苯胺基苯甲醇功能化还原的石墨烯氧化物以及石墨烯氧化物进行理论计算。根据其可能的空间位置设计了六种分子模型分别对这六种模型进行几何优化计算，探讨其几何结构、前线分子轨道、紫外吸收光谱、电荷转移性质以及结合能计算以及拉曼光谱计算。计算结果表明,TPACH2OH 与 RGO/GO 之间存在弱相互作用力，后五个体系并没有发现明显的电子转移，其激发态跃迁基本属于定域跃迁，体系 1 发现了电子转移，与实验得出的结论同,但是体系 1 中两个单片的相对位置与实验不同。实验数据表明TPACH2OH-RGO 与 TPACH2OH-GO 相比，具有更小的能隙，对应的光谱发生红移。59423
毕业论文关键词：还原石墨烯氧化物，4-二苯胺基苯甲醇，密度泛函理论，弱相互作用，结合能
Abstract: The theoretical studies of the 4-(N,N-Diphenylamine) benzyl alcohol(TPACH2OH)functionalized The reduced graphene oxide (RGO) and graphene oxide (GO) by using densityfunctional theory (DFT) calculations. According to its possible spatial location, six molecularmodels were designed and calculated on the geometry optimize, electronic structure, excitationspectrum and charge transfer properties the combination energy and Raman spectra werediscussed. Calculated result indicated that the force between TPACH2OH and RGO where existsweak interactive force and the evident electron transfer was found in the late five systems whosetransition moles are almost belong to local excitation. Only the system 1has electron transferwhich is same as conclusion of experiment. But the relative location of the two single part differsfrom the experiment. Calculation results suggest that TPACH2OH-RGO be less energy gap thanthe system TPACH2OH-GO.
Keywords：The reduced graphene oxide, 4-(N,N-diphenylamine) benzyl alcohol, densityfunctional theory, weak interaction energy, the binding energy

1 前言1

2 计算方法..1

3 结果与讨论1

3.1 几何结构1

3.2结合能..1

3.3 前线分子轨道.1

3.4 拉曼光谱..1

3.５紫外吸收光谱 1

3.6电荷差分密度..1

结论. 1

参考文献1

致谢..1
1 前言近些年来，随着经济的高速发展，能源日益紧缺和环保压力的不断增大，寻找和利用可再生资源已成为当务之急。太阳能电池作为是清洁可再生新能源，已经成为不可或缺的能源，对其的开发利用具有深远而实效的意义。石墨烯是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收 2.3%的光，导热系数高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过纳米碳管或硅晶体，电阻率比铜或银更低。由于其优良的导电性，光电性，机械性能以及热稳定性，其在太阳能电池，氢储存体，传感器，光电探测器，光催化反应剂等方面表现出良好的应用前景。源]自[优尔^`论\文"网·www.youerw.com/ 石墨烯可以由多种方法制得，已报道的方法有：机械剥离法，化学氧化法，晶体外延生长法，化学气相沉积法，有机合成法和碳纳米管剥离法。由于实际存在的石墨烯表面存在缺陷[1]，往往存在着含氧基，所以体系分为两大类，一种为实验[2]中的 RGO-TPHCH2OH 复合物，还有一类是GO-TPHCH2OH[3, 4]复合物，一共设计了六个体系。采用密度泛函理论及时间依赖密度泛函理论方法分别对六个化合物的几何结构、电子吸收光谱以及电荷差分密度等性质进行计算, 为设计合成新的太阳能光催化剂提供有效的理论依据和指导作用。为设计的石墨烯及石墨烯氧化物。Fig1. the structure of RGO(left) and GO(right)2 计算方法采用密度泛函 B3LYP 方法，在 6-31G(d)方法分别对设计的六个化合物进行基态几何优化，经频率验证后得到稳定的几何结构。在此基础上，分别采用 B3LYP 方法和 CAM-B3LYP方法对六个体系进行基组校正，用 CAM-B3LYP拉曼光谱以及紫外光谱计算，采用时间依赖密度泛函理论方法(TDDFT)计算拟合电子光谱和电荷差分密度，同时选取第一个体系用M06 方法计算以上几种性质，与 CAM 进行对比。用以上计算采用 Gaussian 09[5]程序包以及 ADF2006.01[6, 7]程序进行完成.电荷差分密度分析采用Multiwfn 程序计算完成。石墨烯与4-二苯胺基苯甲醇的弱相互作用:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_64648.html