1。3 研究的应用价值及意义

随着科技的进步、社会的发展以及国民 GDP 的飞速增长，人类不够注重环境的治 理，温室气体大量排放。中国环境保护管理局将二氧化碳划入空气污染物（导致温室效 应的气体），对人类的健康与持续发展构成严重威胁。二氧化碳等温室气体的增加对气 候和生态系统造成了破坏，温室气体造成温室效应，全球升温、海平面上升、厄尔尼诺 现象皆是后遗症。

金属-有机骨架材料作为一种新型纳米多孔材料，由于其高孔隙率、孔道可调结构， 以及高度选择性、以及类沸石结构可选择性捕获 CO2 等污染气体，从而减少温室气体对 环境的影响，以达到保护环境的效果。偶氮化合物作为化工行业的一种重要中间体，无 论在染料、催化剂、光电磁还是医药方面有着重要的合成意义，其光控可致顺反异构化 吸引了大量研究员的注意力，其在化工行业所占比例也将会越来越大。用偶氮苯及其衍 生物与过渡金属元素配位形成 MOFs 材料，可通过偶氮衍生物的光致异构或热致异构反 应特性，控制 MOFs 孔道的开关，可逆吸附 CO2，大大降低吸附剂的再生能耗，对环境 保护、实现经济的绿色低碳可循环、可持续发展有着重大的意义。

1。4 研究现状与发展

1。5 本课题主要研究内容

本文拟采用密度泛函理论（density functional theory, DFT）方法，在 B3LYP/6-311+G** 基组水平下，优化 3-苯基二氮烯基-4,4’-二羧基-对三联苯（简称 3-PDAz-DCTP）的基态 结构，获得化合物顺式和反式构型的一系列几何结构参数；模拟 3-苯基二氮烯基-4,4’- 联吡啶的顺反异构反应过程，探讨其反应机理。采用 CIS 方法，在 6-31+G*水平上，计 算了反式-3-苯基二氮烯基-4,4’-二羧基-对三联苯在 S1 和 S2 态垂直激发的势能剖面，获 得了第一激发态的相关信息。期望通过以上研究为寻找具有开关功能的有机配体、设计 具有可再生功能的新型 MOFs 材料提供大量的理论研究数据。

第二章 理论方法及计算基组介绍

2。1 基于波函数的量子化学方法

2。1。1 密度泛函理论

(1)Hohenberg-Kohn 定理

电子密度决定了基态系统的所有物理性质，并且这个决定是唯一的特有的，每个 能量与一个电子密度相对应。

电子密度的变分原则：基态真正密度所对应的的能量值都小于等于所有近似电子 密度相对应的能量值。

(2)密度泛函理论 （Density Functional Theory, DFT)

虽然计算研究证明了电子密度和基态能量是一一映射的关系，但是两者之间的关系 函数尚不确定。各种密度泛函理论的目的就是依据简化的物理图象，给出近似的泛函形 式，虽然这只是一种近似关系，但也给理论计算过程带来巨大的帮助。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

E [ρ] = T [ρ] + Ene [ρ] + J [ρ] + K [ρ]

*：Ene [ρ] （核子-电子势能）和 J [ρ] （库仑积分）已知，T [ρ]（动能）和 K [ρ]（交换积分）未知。

(3)Kohn-Sham 理论

DFT  的 HF  理论。给定了未知泛函的形式后，类似 HF 方法，得到准本征态方程

Kohn-Sham 方程。

(4)Local Density Methods

假设局域电子密度是均匀分布的电子气，或者说，电子密度是随空间缓慢变化的函 数，这两者是等效的关系。