染料分子在反胶束中的超快时间分辨光谱研究

发布时间：2020-02-16 00:06

【摘要】：超快时间分辨光谱技术已经成为探测分子内以及分子间机制和动力学过程的重要手段。优化这种测量手段来获得更好的实验数据显得尤为重要。在本篇论文中,我们搭建优化了两套飞秒时间分辨系统,光克尔系统和瞬态吸收系统。并利用其测量反胶束中的染料分子的激发态动力学过程。实验中所提及到的反胶束,是一种纳米量级的类似于细胞中分子层的脂质-水的界面结构的体系。具体而言,反胶束是一种油(非极性溶液)包水(极性溶液)型胶体分散体系,是由表面活性剂在非极性溶剂中自发排列形成纳米尺寸的“水池”而形成,这种特点为制备纳米粒子提供了绝佳的微反应空间。由于反胶束法制备纳米量级的反应容器具有粒径均匀,大小可控等优点,引起了人们的广泛研究兴趣。本论文主要讨论把染料分子放入这种纳米量级的反应池中后,以超快时间分辨光谱技术为探测手段,研究了染料分子C153(香豆素153)和DCM(4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基胺苯乙烯)H-吡喃)的激发态动力学过程和荧光机制。在光克尔系统的实验中,我们研究了白光连续光的啁啾特点,并比较了三种不同种类的非线性克尔介质(液体:苯,CS2;晶体:GGG)的效率和响应时间,来确定最合适的克尔介质。连续光的频率啁啾被证明是源于白光经过克尔介质产生的。经过分析,证明了苯是这三种介质中最合适的克尔介质。在瞬态吸收的实验中,我们使用了表面活性剂AOT(2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠),并测量了染料分子香豆素153和DCM在甲醇/AOT/正庚烷构成的反胶束中的稳态吸收光谱、荧光光谱、瞬态吸收光谱图。实验结果显示,随着反胶束的半径的增加,染料分子香豆素153和DCM的稳态吸收光谱,荧光光谱都发生了斯托克斯位移。并从他们的瞬态吸收光谱中可观察到光谱的吸收带和发射带的中心波长随着延迟时间的增加,胶束变大,吸收带和发射带红移越明显。稳态吸收光谱和荧光光谱的红移都是由于反胶束中的甲醇分子数的增加以及氢键网络的形成所致。从DCM在反胶束和不在反胶束中的各向异性衰减图中可以看到,它在反胶束这种限域中的衰减更慢一些,这是由于在反胶束中DCM染料分子一部分被胶束界面的甲醇溶解,一部分被胶束内部的甲醇所溶解。反胶束中的甲醇与AOT的基头相结合导致整个环境的“粘度”增加,DCM染料分子在反胶束这种限域环境中的分子转动受到弱相互作用力的影响,所以导致其各向异性衰减比在甲醇溶液中要慢很多。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ610.1;O657.3

【参考文献】