宽谱带吸收有机三重态光敏剂的制备与研究

发布时间：2017-10-20 04:33

  本文关键词：宽谱带吸收有机三重态光敏剂的制备与研究

  更多相关文章： 三重态 萘酰二亚胺 能量转移 电子转移

【摘要】：三重态光敏剂是一类光照下易于产生三重态,并能够将三重态的能量传递至其他分子的发色团,现可应用于光动力治疗、三重态一三重态湮灭上转换、光催化氧化还原反应等领域。目前传统的三重态光敏剂分子主要为单一发色团,吸收谱带较窄,不能充分利用宽谱带光源,如太阳光的能量。分子内含多种发色团的光敏剂通常可以克服传统三重态光敏剂的这些局限,然而此类光敏剂的光物理规律尚有待深入探究。基于此背景,我们设计并制备了含有多个不同吸光基团、具有宽谱带吸光能力的新型三重态光敏剂。本文利用两种不同的萘酰二亚胺(NDI)衍生物合成了一种含多发色团的三重态光敏剂,用以研究不同发色团之间的能量转移、电子转移等作用。同时可以扩大NDI类光敏剂的吸光波长范围,实现了宽谱带吸收。此分子的结构和能级分布使得分子内同时存在ISC和FRET过程且二者相互竞争。本文使用稳态紫外—可见吸收光谱、荧光发光光谱、纳秒级瞬态吸收光谱、循环伏安和DFT计算等方法,对该分子及其对照化合物进行了研究。稳态紫外—可见吸收光谱和荧光光谱表明存在FRET作用。在高极性溶剂中,能量受体的荧光和三重态均淬灭,说明存在分子内电子转移作用。在低极性溶剂中,其荧光未淬灭,电子转移作用很弱。瞬态吸收光谱表明选择性激发能量给体时,分子的T1态布居于2,6-二氨基NDI,即分子内存在三重态能量转移。对两种对照化合物的混合物进行了瞬态吸收光谱测试,研究了分子内的三重态能量转移过程。通过DFT理论计算印证了实验所得的光物理性质。TD-DFT计算进一步验证实验结果。
【关键词】：三重态 萘酰二亚胺 能量转移 电子转移
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-28
• 1.1 三重态的形成机制10-11
• 1.2 三重态光敏剂的类型11-21
• 1.2.1 过渡金属配合物三重态光敏剂11-16
• 1.2.2 含重原子的有机三重态光敏剂16-18
• 1.2.3 不含重原子的有机三重态光敏剂18-21
• 1.3 三重态光敏剂的应用21-27
• 1.3.1 光动力治疗21-22
• 1.3.2 光催化制氢22-23
• 1.3.3 三重态—三重态湮灭上转换23-25
• 1.3.4 光氧化还原有机反应25
• 1.3.5 氧传感25-26
• 1.3.6 宽谱带吸收光敏剂26-27
• 1.4 三重态光谱的研究概述27-28
• 2 萘酰二亚胺三重态光敏剂的设计与合成28-34
• 2.1 分子设计背景与思想28-29
• 2.2 分子合成路线29-30
• 2.3 实验部分30-34
• 2.3.1 仪器与原料30
• 2.3.2 分子合成方法与表征30-32
• 2.3.3 实验研究方法32-34
• 3 结果与讨论34-45
• 3.1 稳态光谱34-37
• 3.1.1 紫外—可见吸收光谱34-35
• 3.1.2 荧光发光光谱35-37
• 3.2 电子转移与Gibbs自由能变37-38
• 3.3 瞬态吸收光谱分析38-42
• 3.3.1 分子的三重态38-40
• 3.3.2 分子间的三重态能量转移40-42
• 3.4 DFT理论计算42-45
• 结论45-46
• 参考文献46-52
• 附录 试剂与名词缩写解释52-53
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况53-54
• 致谢54-55

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本文编号：1065269