关键词:
分散染料
量子化学
光吸收性能
密度泛函理论
最大吸收波长
摘要:
为探讨分散染料分子结构对其光吸收性能的影响,基于量子能级光吸收原理,以单偶氮系列结构分散染料为例,应用Gaussian量子化学计算软件进行结构优化与激发态计算研究,分析分子结构能级与其发色性能间的关联性。使用Confab生成各结构的初始构象并在GFN2-xTB下进行批量优化。使用量子化学密度泛函理论优化获得能量最低染料分子构象,自由能热校正量、M06-2X/def2-TZVPP条件下各构象的单点能、298.15 K温度下自由能以及Boltzmann分布比例。选取Boltzmann分布比例不低于5%的构象进行激发态计算,得到染料的紫外可见吸收光谱数据及其最大吸收波长。对分散染料分子结构构象、分子轨道、激发态轨道跃迁以及贡献率、吸收光谱与最大吸收波长等方面进行分析,结果表明:氯、溴等取代基的类型、取代基数量及其分布位置对染料分子构象的稳定性、光吸收性能等都有显著的影响,最终影响分散染料的发色性能,HOMO和LUMO轨道的分布及其能隙直接影响最大吸收波长。