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自 1950年Weller提出了激发态分子内质子转移(Excited-state intramolecular proton transfer,ESIPT)理论,至今已经有许多具有激发态分子内质子转移性质的荧光发色团因其具有发射带宽、发射可调和双重发射等特性受到广泛关注。激发态分子内质子转移发色团的荧光性质决定了它们在功能材料中的可能应用,但是在被报道的大多数ESIPT发色团中,具有较大斯托克斯位移的ESIPT发射(K*)的荧光量子产率通常很低,这是由于分子在K*构型时容易发生非辐射失活。研究和设计具有高荧光量子效率和长荧光寿命的激发态分子内质子转移发色团依然是一个重要课题。本论文采用密度泛函和含时密度泛函理论方法,探究了两个体系激发态分子内质子转移动力学,并重点关注取代基和溶剂效应对激发态分子内质子转移的影响。研究了四种二酮衍生物分子(1-Aryl-2-(furan/thiophen-2-yl)butane-1,3-diones,AYFBDs)激发态分子内质子转移,提出了激发态分子内质子转移和反向激发态分子内质子转移同时共存的机制。将实验上观测到的四种AYFBDs分子的发射峰归为激发态分子内质子转移后的酮式K*构型发光,并且预测增大荧光光谱的测量范围后,可以测得激发态分子内质子转移前的醇式E*构型发光,观测到双荧光现象。根据四种AYFBDs分子取代基不同的电子性质,预测分子内氢键的加强促进激发态分子内质子转移的顺序为AYFBD-OCH3
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