杜醌自由基光化学路径的CIDEP研究

用自制的高时间分辨电子自旋共振波谱仪,测量得到了酸性、碱性和胶束环境下的光解杜醌/乙二醇(DQ/EG)溶液瞬态自由基的化学诱导动态电子自旋极化(CIDEP)谱.在光解均相DQ/EG溶液时,观察到了以增强发射的的中性杜半醌自由基(DQH.)的CIDEP信号;在碱性环境下(pH=9)和TX-100胶束环境下光解DQ/EG体系时得到杜醌负离子自由基(DQ-.)的CIDEP信号;在酸性环境下(pH=2.5)光解DQ/EG体系时,出现的又是中性杜半醌自由基(DQH.)的CIDEP信号.实验结果显示,DQH.由3DQ*与EG之间的氢原子转移反应生成,DQ.-由DQH.的去质子化反应生成,反应中伴随着极化转移.     

TX-100胶束中光解蒽醌的TR-ESR研究

用时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了光解蒽醌自由基的化学诱导动态电子极化(CIDEP).实验测量表明,在蒽醌/乙二醇/TX-100体系中,蒽半醌自由基AQH·有很强极化ESR信号,在激光激发后~0.8μs,检测到蒽醌负离子基AQ·^-的信号,表明AQH·自由基部分地离解为负离子基AQ·^-.     

丙酮/1,2-丙二醇体系的化学诱导动态电子自旋极化研究

285 nm紫外激光照射下,用时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了光解丙酮/1,2-丙二醇(ACETONE/PG)体系,得到了丙酮羰自由基(CH3)2.COH和1,2-丙二醇羰自由基CH3.COHCHOH的发射/吸收(E/A)型极化信号,这是一个自由基对(RPM)极化过程。在酸性环境中,溶剂分子的CIDEP谱明显减弱,(CH3)2.COH的CIDEP谱无明显变化,由此可判断光解ACETONE/PG体系是一个夺氢反应;在碱性环境中,(CH3)2.COH反应生成负离子基(CH3)2.CO-.     

乙二醇均相及其TX-100胶束溶液中光敏分子菲醌的激光光解研究

用时间分辨电子自旋共振（TR-ESR）和瞬态吸收光谱技术,研究了菲醌在乙二醇均相及其TX-100含水胶束溶液中的光化学反应机理。化学诱导动态电子极化（CIDEP）谱和瞬态吸收光谱都表明,在乙二醇均相溶液中,菲醌光激发三重态3PAQ* 夺取氢原子形成中性自由基PAQH.,三重态机理是CIDEP形成的主要机理。在TX-100含水胶束溶液中,光解主要得到菲醌负离子基PAQ-．,PAQ-．由PAQH.解离形成,解离过程中伴随着极化转移。     

乙二醇均相溶液中苊醌三重激发态淬灭反应的TR-ESR研究

利用时间分辨电子自旋共振（TR-ESR）方法,研究了乙二醇（EG）均相溶液中稳定自由基TEMPO和生物抗氧化剂维生素C（VC）对苊醌（ACQ）激发三重态3ACQ*的淬灭反应。光解ACQ/EG体系,观察到苊醌中性自由基ACQH•和乙二醇烷基自由基的发射/吸收+发射（E/A+E）的CIDEP信号,ACQH•和CH2(OH)C•HOH由3ACQ*从EG上夺氢生成。光解ACQ/TEMPO/EG体系,3ACQ*与TEMPO相互作用将极化转移给TEMPO。光解ACQ/VC/EG体系,3ACQ*除了从EG上夺氢外,还从VC上夺氢生成VC负离子基As•-。较强的As•-的CIDEP信号表明VC对3ACQ*有明显的淬灭作用。     

乙二醇均相溶液中苊醌三重激发态淬灭反应的TR-ESR研究

利用时间分辨电子自旋共振(TR-ESR)方法,研究了乙二醇(EG)均相溶液中稳定自由基TEMPO和生物抗氧化剂维生素C(VC)对苊醌(ACQ)激发三重态3ACQ*的淬灭反应.光解ACQ/EG体系,观察到苊醌中性自由基ACQH*和乙二醇烷基自由基的发射/吸收+发射(E/A+E)的CIDEP信号,ACQH*和CH2(OH)CHOH由3ACQ*从EG上夺氢生成.光解ACQ/TEMPO/EG体系,3ACQ*与TEMPO相互作用将极化转移给TEMPO.光解ACQ/VC/EG体系,3ACQ*除了从EG上夺氧外,还从VC上夺氢生成VC负离子基As*-.较强的As*-的CIDEP信号表明VC对3ACQ*有明显的淬灭作用.     

285 nm激光光解对苯醌-乙二醇体系的CIDEP波谱解析

在285 nm紫外激光辐照下,用时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了对苯醌/乙二醇(PBQ/EG)体系,得到了发射的苯半醌中性自由基PBQH.和乙二醇碳自由基R.(OH)2的CIDEP谱.在化学诱导动态电子极化(CIDEP)基本原理的基础上,建立合理的计算模型,编写相应的程序,对PBQH.和R.(OH)2的CIDEP形成机理进行了定量的解析.通过对不同延时下该体系各种自由基及不同机理成分的对比,明显看出由RPM形成的PBQH.比由TM形成的PBQH.衰减快.这种分析方法可以推广应用于其它体系的CIDEP实验谱的解析.     

吩噻嗪-1,4萘醌-乙二醇体系光化学过程的时间分辨ESR研究

用时间分辨ESR方法研究了吩噻嗪(PTH)-1,4-萘醌(NQ)-乙二醇(RH)体系中的光化学过程.只观察到萘醌的中性半醌自由基NQH^*的全发射极化的CIDEP(化学诱导动态极化)信号,并未观察到极化的萘醌负离子NQ·^-*的CIDEP信号,表明RH与三重态NQ间的质子转移反应远比PTH与NQ间的电子转移反应为快.NQH·^*的CIDEP信号随pH值的变化表明体系中同时有极化自由基NQH·^*与NQH·₂^+*存在,并且其间有质子交换.     

光解杜醌/氢给体均相体系的CIDEP研究

以杜醌为光敏剂,用高时间分辨电子自旋共振 (TRESR)波谱仪研究了杜醌/乙二醇体系、杜醌/氮氧自由基/乙二醇体系的化学诱导动态电子自旋极化(CIDEP).实验表明,紫外激光照射下,在杜醌/乙二醇溶液中得到以三重态机理极化为主的中性杜半醌自由基DQH*和以碳为中心的乙二醇碳自由基R*(OH)2的极化信号,而加入氮氧自由基 TEMPO后,则只观测到极化的TEMPO的E+E/A极化谱,其产生机理属于以四重态为先驱的自由基-三重态对极化机理(QP-RTPM),结合极化强度的理论计算对该体系的极化形成过程进行了分析.     

TX100胶束中光解蒽醌的TRESR研究

用时间分辨电子自旋共振（ＴＲＥＳＲ） 波谱仪研究了光解蒽醌自由基的化学诱导动态电子极化（ＣＩＤＥＰ） ．实验测量表明,在蒽醌／ 乙二醇／ＴＸ－ １００ 体系中,蒽半醌自由基ＡＱＨ·有很强极化ＥＳＲ 信号,在激光激发后～０ ．８μｓ,检测到蒽醌负离子基ＡＱ·－ 的信号,表明ＡＱＨ·自由基部分地离解为负离子基ＡＱ·－ ．     

光解丙酮/乙二醇体系的CIDEP实验研究

紫外激光照射下,用时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了光解ACETONE/EG体系的化学诱导动态电子极化(CIDEP),得到了丙酮羰自由基(CH3)2C.OH和乙二醇羰自由基CH2OH C.HOH的发射/吸收(E/A)型极化信号,这是一个RPM极化过程.在胶束环境中,不同表面活性剂以及不同的浓度对体系极化的影响是不同的.阳离子表面活性剂CTAB对体系中生成的自由基的极化机理没有产生显著影响,而加入体系中TX-100的浓度对体系的极化机理却产生了很大的影响.在ACETONE/EG体系中,随着TX-100浓度的增加,TM机理对极化强度的贡献明显增大.     

光解苯半醌自由基的CIDEP谱

用高时间分辨ESR谱仪实验给出了光解对苯醌产生的苯半醌自由基的CIDEP发射谱.用三重态机理,同时考虑了自由基对机理的影响,从理论上分析了极化强度,计算出了增强因子V(Ⅰ)=-0.66,V(R)=0.2,一级反应速率k_1,A=0.05/μs,二级反应速率β=0.02/μs,横向和纵向弛豫时间T₁≈T₂=2.3μs.     

光解苯半醌自由基CIDEP的时间演化研究

本文报导光解苯半醌自由基在不同溶液浓度、微波功率与激光能量的实验条件下电子自旋极化的时间演化研究。研究了在实验中出现的极化转相现象和溶液浓度对极化强度与自由基寿命的影响，并对实验结果进行了讨论。     

吸收型自由基-三重态对的电子极化强度理论计算

激光照射荧光蒽／氮氧自由基／苯体系可得到氮氧自由基的A+A／E吸收型CIDEP信号,以自由基与三重态分子相互作用为模型,以自由基-三重态对的二重自旋态优先等量布居为初始条件,用二阶微扰理论和密矩阵运动方程计算了该体系的CIDEP。     

维生素C对菲醌三重激发态的淬灭机理及动力学研究

用时间分辨电子自旋共振技术研究了乙二醇(EG)均相溶液和反胶束溶液中抗氧化剂维生素C(VC)对菲醌(PAQ)分子激发三重态³PAQ*的淬灭反应．利用反胶束模拟生物细胞和组织的生理环境．光解PAQ/EG-H₂O均相溶液,³PAQ*与溶剂分子EG之间发生氢转移反应．当体系中加入VC后,³PAQ*不仅从EG上夺氢,还从VC上夺氢,VC对³PAQ*的淬灭速率常数为1.409×10⁸ L/(mol·s), 反应受扩散控制． 在CTAB/EG-H₂O和AOT/EG-H₂O反胶束溶液中,³PAQ*和VC之间的夺氢反应发生在反胶束的水/油界面附近,³PAQ*扩散到油/水界面的过程降低了反应的速率．对于TX-100/EG-H₂O反胶束溶液, 由于PAQ增溶于亲水的聚氧乙烯链中,VC对³PAQ*的淬灭速率常数比CTAB/EG-H₂O和AOT/EG-H₂O反胶束中的都大,甚至比EG-H₂O均相溶液中的也略大．很强的VC负离子自由基As^-的CIDEP信号来源于³PAQ*与VC之间发生抽氢反应过程中的三重态机理自旋极化转移     

关于N-苯基-萘胺的光分解过程

采用ESR方法研究了α-和β-N-苯基取代萘胺在苯溶液中的分解过程及其反应中间体.结果表明,有三种自由基被检测到,即H,C₁₀H·₇和C₆H·₅(H)N·自由基.其中值得注意的是萘自由基的生成,这意味着在一定的光解条件下,苯基萘胺分子中的C-N键可发生断裂,萘基可从氮原子上断裂下来.同时,通过调节自旋捕捉剂的浓度与添加光敏剂,可以明显地改变三种自旋捕获物的相对生成比例,借此得到三种自由基结构与光稳定性的信息.此外,本文还结合量子化学的计算讨论了此光解过程各种自由基生成的可能性.     

时间分辨电子自旋共振及其应用

简要介绍了作者研制的高时间分产电子自旋共振（ＴＲＥＳＲ）波谱仪的结构与特点。报道了均相与微复相体系中光解自由基的自旋相关自由基极化;在对苯醌的乙二醇／水／硫酸溶液中,观察到苯醌自由基与溶液中质子发生交换效应。综述了ＴＲＥＳＲ在光诱导极化与光诱导电子转移研究方面的应用。     

关于氧化锌/双吡啶高氯酸盐非均相光诱导电子转移过程的研究

用ESR方法对9种不同双吡啶高氯酸盐与氧化锌组成的非均相体系的光诱导电子转移过程进行了系统的研究。ZnO-PQ⁺⁺-胶束-苯的分散系,经350nm~420nm的紫外光照后,PQ⁺⁺被还原成PQ⁺。具有大共轭结构的PQ⁺的ESR信号较强。胶束的存在也可使ESR信号增强。当体系充氧时,PQ⁺信号消失,并有超氧阴离子基O₂^·和羟基·OH被检出。     

吩噻嗪-1,4萘醌-乙二醇体系光化学过程的时间分辨ESR研究

用时间分辨ＥＳＲ方法研究了吩噻嗪（ＰＴＨ）－１，４－萘醌（ＮＱ）－乙二醇（ＲＨ）体系中的光化学过程．只观察到萘醌的中性半醌自由基ＮＱＨ．＊的全发射极化的ＣＩＤＥＰ（化学诱导动态极化）信号，并未观察到极化的萘醌负离子ＮＱ－·＊的ＣＩＤＥＰ信号，表明ＲＨ与三重态ＮＱ间的质子转移反应远比ＰＴＨ与ＮＱ间的电子转移反应为快．ＮＱＨ．＊的ＣＩＤＥＰ信号随ｐＨ值的变化表明体系中同时有极化自由基ＮＱＨ．＊与ＮＱＨ．＋＊２存在，并且其间有质子交换．     

三重态分子/稳定自由基体系超精细相关CIDEP的理论计算

光激发三重态分子/氮氧自由基的乙二醇溶液得到E+E/A极化的CIDEP谱,以光激发三重态与二重态自由基相互作用模型,考虑自由基的超精细相互作用,利用二阶微扰理论及相互作用表象下的密度矩阵,理论上计算了此类体系的CIDEP.