配体取代基对三羰基铼配合物光催化还原CO2的影响

设计并合成了四种联吡啶配体上共价修饰不同取代基的三羰基铼配合物fac-Re(L)(CO)₃Cl: 即取代基分别为甲基(Re-Me)、羧基(Re-Ac)、季铵盐(Re-Qa)以及咪唑盐(Re-Im)的铼配合物, 化合物的结构均经过核磁氢谱、质谱以及红外光谱的确认, 测定了四种配合物第一和第二还原电位. 分别以该系列铼配合物为催化剂和光敏剂、三乙醇胺为电子牺牲体构建了均相可见光催化还原CO₂体系, 配体上取代基对催化剂的催化效果有显著的影响, 催化活性Re-Qa> Re-Ac≈Re-Me> Re-Im. 不同实验条件下四种催化剂的吸收光谱随时间变化研究表明, 铼配合物的催化效果和其在催化过程中的失活速率密切相关, 其变化趋势与催化剂失活速率一致, 催化剂的失活发生在催化剂得到一个电子后的单电子还原态中间体(One-electron reduced species, OER). 瞬态吸收光谱检测到了催化过程中的OER的生成, 证实光催化还原CO₂过程通过生成OER中间体进行的.     

基于六苯基苯骨架四苯基乙烯衍生物的合成及聚集诱导发光性质研究

设计合成了三个基于六苯基苯骨架结构的四苯基乙烯衍生物HPB-nTPE (n=2, 4, 6), 它们的分解温度均在440 ℃以上, 具有很好的热稳定性. 研究了化合物的均相溶液、聚集体以及固体粉末的光物理性质. 该类化合物具有典型的聚集诱导发光性质, 在均相溶液中几乎不发光, 而形成聚集体后发出明亮的蓝绿色荧光, 荧光量子产率分别为0.37, 0.36和0.37, 与均相溶液中相比增强了400多倍. HPB-nTPE固态呈无定形结构, 荧光量子产率分别为0.39, 0.36和0.36, 约为固态四苯基乙烯的1.8倍. HPB-nTPE的聚集态和固态的高发光量子产率来自两方面的贡献, 一是凝聚态抑制了四苯基乙烯基团中苯环的自由旋转引起的激发态非辐射跃迁, 另一方面是星形刚性六苯基苯骨架进一步抑制了凝聚态分子内和分子间四苯基乙烯基团π-π堆积引起的激发态非辐射跃迁过程, 从而提高了四苯基乙烯基团的辐射跃迁效率. 本研究对高效有机光功能材料的发展有重要意义.     

双枝芳醚树枝形聚合物构象研究

合成了外围只以一个芘基团修饰、核心为苯胺的双枝芳醚树枝形聚合物Py-[Gn]2-NPh (n＝1～2), 利用分子内电子转移和激基复合物的形成对其折叠构象和折叠程度进行了研究. 二氯甲烷溶液中选择性激发芘基团, 树枝形聚合物Py-[Gn]2-NPh分子内发生从苯胺到芘基团之间的电子转移, 观察到了分子内外围芘基团和核心苯胺基团之间形成激基复合物的发光, 为芳醚树枝形聚合物折叠构象的存在给出了直接实验观察. 二氯甲烷溶液中1～2代Py-[Gn]2-NPh分子内电子转移效率分别为0.87和0.81, 速率常数分别为2.3×108和1.5×108 s－1. 利用电子转移速率常数估算得到1～2代Py-[Gn]2-NPh分子内给、受体之间的距离分别为0.79和0.81 nm, 说明双枝芳醚树枝形聚合物与单枝结构类似, 其外围基团也可以折叠到达分子内部接近核心的位置.     

基于Bitaper-LPFG-Bitaper结构的全光纤Mach-Zehnder干涉仪的温度传感特性

提出并制作出一种基于锥体光纤-长周期光纤光栅-锥体光纤结构的全光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪传感器,并对其温度传感特性进行了研究.实验结果表明,固定光纤锥体和长周期光纤光栅的结构,仅改变两个光纤锥体之间的距离,对应不同的M-Z干涉谐振峰呈现出不同的温度传感特性:随着两个光纤锥体之间的距离增加,位于短波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度减小,而位于长波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度增加.当传感器长度为16.5 cm时,在1 680 nm附近的温度灵敏度达到0.102 06 nm/℃.实验结果对于锥体光纤-长周期光纤光栅组合型温度传感器的优化设计具有重要参考价值.     

树枝形聚合物修饰的双8-羟基喹啉光物理研究

研究了树枝形聚合物修饰的双8-羟基喹啉衍生物(Gn-QMQ, n=1~3)在二氯甲烷和乙腈中的荧光猝灭过程和荧光衰减过程. 随着代数n的增加, 猝灭速率常数减小, 核心双8-羟基喹啉基团荧光寿命增长, 非辐射失活速率常数减小. 研究结果表明, 随着代数的增加, 树枝形骨架对核心基团的位点分离作用增大, 在乙腈中树枝形骨架趋于紧密构象, 具有更强的位点分离作用.     

芳醚树枝形聚合物的合成及分子内光敏异构化反应研究

利用收敛法合成了一代到四代外围带有二苯酮、核心带有降冰片二烯的芳醚树枝形聚合物, 初步研究了这些化合物的分子内光敏异构化反应. 以波长大于350 nm的光选择激发外围的二苯酮官能团引起核心处降冰片二烯基团异构化为四环烷, 随着代数的增长, 光敏异构化反应的速率逐渐加快.     

含双脲基团大环化合物的合成及其对卤素阴离子检测研究

通过片段偶联法方便地合成了骨架上含有两个脲基团的O-杂大环化合物骨架cycle 1,并对cycle 1进一步修饰得到了化合物cycle 2和cycle 3.紫外吸收光谱滴定实验表明,二氯甲烷中cycle 2和cycle 3可与卤素阴离子1∶1结合,结合常数为105～108L mol-1,核磁滴定实验证实环上脲基团是阴离子与大环结合的主要位点.     

水相氟离子“turn-on”型荧光传感器

设计合成了香豆素衍生物7-(二叔丁基(对硝基苯醚)硅醚)-4-甲基-香豆素(DTBPC),研究了DTBPC在水中对氟离子的响应.在表面活性剂十六烷基溴化铵的存在下,氟离子断裂DTBPC分子中的Si—O键释放出香豆素阴离子,从而"turn-on"体系的荧光,响应时间为3min,检测限为60ppb,表明DTBPC可以在水相中高灵敏、快速、专一性地识别氟离子,有望应用于氟离子荧光传感器.     

羧脒盐桥介导的单重态能量传递直接观察

设计构建了以羧脒盐桥联接的萘和蒽超分子组装体系,NA-(脒基-羧基)-An以及相应的模型体系.稳态和时间分辨荧光光谱研究表明,置于羧脒盐桥两端的萘和蒽基团之间发生了从萘到蒽的单重态能量传递,NA-(脒-羧)-An超分子体系中单重态能量传递效率和速率常数分别大于0.99和9.9×10⁹s^-1.推测羧脒盐桥介导了体系中的单重态能量传递过程,单重态能量传递‘通过键’以电子交换机制进行.