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瞬态吸收光谱茜素超快动力学研究

         
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摘要

激发态质子转移是光物理学、光化学和光生物过程中最基本的化学反应之一.激发态分子内质子转移(excited-state intramolecular proton transfer,ESIPT)通常是指有机分子受到激发,到达激发态后,质子在激发态势能面上从质子供体基团转移到质子受体基团并形成含有分子内氢键多元环的过程,一般发生在亚皮秒量级.质子转移可应用于有机发光二极管、荧光探针等领域.茜素,即1,2-二羟基蒽醌,可从茜草根部提取,具有与醌类衍生物相似的结构,常用于染料、染色剂和药物等.近年来,发现茜素分子具有质子转移特性,可用来制备新型"绿色"染料敏化电池.利用稳态吸收、稳态荧光和飞秒瞬态吸收光谱技术以及第一性原理理论计算对溶于乙醇溶液的茜素分子的质子转移过程进行了研究和分析.稳态吸收和稳态荧光研究结果表明:在基态时,茜素分子的正常构型9,10-酮处于稳定状态,容易发生跃迁;在激发态时,茜素分子的互变异构体构型1,10-酮处于稳定状态,容易产生荧光发射.飞秒瞬态吸收光谱测量使用的激光的激发波长为370 nm.测得的瞬态吸收光谱在430 nm附近存在茜素的基态漂白信号.通过使用全局拟合方法对瞬态吸收光谱进行分析研究发现:茜素正常构型9,10-酮的激发态分子内质子转移时间为110.5 f s,茜素互变异构体构型1,10-酮分子内振动弛豫时间为30.7 ps,茜素互变异构体构型1,10-酮荧光寿命为131.7 ps.通过使用单波长动力学拟合的方法对瞬态吸收光谱进行分析发现:发生质子转移的时间尺度与运用全局拟合方法得出的结果基本一致;茜素分子的正常构型9,10-酮分子在110.5 f s的时间尺度内处于快速减少的趋势,而茜素分子的互变异构体构型1,10-酮分子在这一时间尺度内处于快速上升的趋势.当延迟时间增大时,茜素分子的互变异构体构型1,10-酮分子又呈现缓慢衰减的趋势.

著录项

  • 来源
    《光谱学与光谱分析》 |2021年第6期|1695-1700|共6页
  • 作者

    秦朝朝; 刘华; 周忠坡;

  • 作者单位

    河南师范大学物理学院 河南 新乡 453007;

    河南省红外材料光谱测量与应用重点实验室 河南 新乡 453007;

    河南师范大学物理学院 河南 新乡 453007;

    河南省红外材料光谱测量与应用重点实验室 河南 新乡 453007;

    河南师范大学物理学院 河南 新乡 453007;

    河南省红外材料光谱测量与应用重点实验室 河南 新乡 453007;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 光谱分析;
  • 关键词

    茜素; 质子转移; 飞秒瞬态吸收光谱; 超快动力学;

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