不对称五氮齿类卟啉大环化合物的光物理特性

本文报道不对称类卟啉大环化合物的光物理特性。电子吸收光谱的研究表明,其0—0跃迁在λ_(max)>750nm是一个强吸收带;将跃迁能量、振子强度等性质与取代基Hammett常数进行线性相关,揭示了取代基效应对大环0—0跃迁的影响规律其荧光的发射光谱出现在769—810nm的近红外区,量子产率约10~(-2)、寿命小于1ns,激发三重态的T—T吸收出现在487—496nm。其最低激发三重态能量可有效地转移给基态氧分子,敏化产生单重态氧的量子产率达0.86。     

四-α(β)-(4-吡啶氧基)酞菁锌的光物理性质研究

测定了新合成的α位取代和β位取代的四-(4-吡啶氧基)酞菁锌配合物的UV-Vis吸收光谱、荧光光谱及激发单重态寿命、纳秒瞬态吸收光谱与激发三重态寿命.在此基础上,与相关配合物进行了比较,探讨了取代基及其取代位置对酞菁锌配合物的吸收光谱、激发单重态寿命及激发三重态寿命的影响.     

金属酞菁敏化光还原硝基化合物的反应

本文研究了各种金属酞菁以及带有不同取代基的锌酞菁敏化光还原硝基化合物的反应。确定了光敏还原反应的主要产物是氨基和羟氨基化合物;羟氨基化合物与亚硝基化合物通过暗反应缩合生成偶氮N-氧化物。测定了它们的氧化还原电位和荧光量子产率。从敏化光还原反应的量子产率及荧光猝灭与硝基化合物浓度的依赖关系,计算出各种金属酞菁激发单重态与三重态的敏化效率。受激发金属酞菁将电子转移至硝基化合物是敏化光还原反应的起始过程。电子转移生成离子自由基对后,电荷分离与逆电子转移过程相互竞争。由于自旋选择规则的限制,激发三重态的敏化效率一般比激发单重态的敏化效率高。为了提高敏化光还原反应的效率,除选择三重态产率较高的敏化剂外,改变敏化剂的结构可提高敏化剂激发单重态的敏化效率,从而提高敏化光还原反应的量子产率.     

金属酞菁激发态与氧的相互作用

比较了几种金属酞菁光敏产生单重态氧和超氧负离子的能力,结果表明它们产生¹O₂的能力与中心金属的电子结构有关,取决于三重态寿命和量子产率。顺序如下:Zn>Ga>Cu>H₂>Al>Co。产生O₂^·-的能力不仅与三重态寿命和量子产率有关,也与激发能和氧化还原电位有关。其顺序如下:Ga>Al>Cu>Zn。还研究了酪氨酸与镓酞菁激发态相互作用,酪氨酸猝灭镓酞菁荧光。在除氧条件光激发下,酪氨酸猝灭镓酞菁的激发三重态发生电子转移,检测到GaTSPc^-在560nm处的瞬态吸收,在氧的存在下进一步反应生成O₂^·-。     

极性敏感的BDP分子溶剂化效应的光谱性质

合成了具有分子内电荷转移(ICT)性质的三重态光敏剂分子BDP,研究了其稳态吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命、飞秒/纳秒瞬态吸收光谱及诱导产生单线态氧的能力等性质,发现强极性溶剂对BDP分子的溶剂化效应降低了其ICT态和第一激发三重态(T1态)的能量,从而降低了BDP分子单线态氧的产量.     

水溶性共轭聚合物PFP/DNA/卟啉复合物光谱性质的研究

开发水溶性的、可双光子激发的且可选择性产生单态氧的系统在光生物与动力治疗等方面具有应用价值. 在本文中, 利用荧光共振能量转移的原理设计了一套光动力治疗系统, 其中带正电的水溶性共轭聚合物PFP作为能量给体, 在单双光子激发下均具有较高的光捕获能力. 带正电的卟啉作为能量受体, 具有极高的单态氧量子产率, 带负电的DNA是连接桥, 使水溶性共轭聚合物PFP与卟啉之间的能量转移得以实现. 通过研究这个体系的吸收、荧光光谱, 荧光寿命, 单态氧量子产率以及双光子吸收截面等性质, 我们发现具有不同DNA序列的系统能量转移效率和单态氧量子产率均不相同, 其中癌细胞中富含的四链DNA具有最高的选择性, 这使得该系统在光动力治疗上具有非常好的应用前景.     

苯并噁唑类化合物荧光光谱的研究

研究了38种苯并噁唑系列化合物的紫外吸收光谱、荧光发射光谱和荧光量子产率。计算了第一激发单线态辐射和非辐射寿命。结果表明,在苯并噁唑基的苯环上非极性基团取代对辐射和非辐射速率影响不大,但极性基团取代后影响较大。     

空心酞菁光物理性质的取代基效应

合成了一系列可溶性的2，9，16，23-四取代的空心酞菁，并研究了其光物理性质，实验表明，烷基、烷氧基、芳氧基取代空心酞菁的最低电子跃迁能和最低激发单重态能量与Hammett间位取代基常数线性相关．而强吸电子基如硝基和强给电子基如氨基取代则会诱导分子内电荷转移和使酞菁聚集，导致吸收光谱畸变和激发态量子产率下降．但取代基对酞菁的振动能级没有影响．     

不对称五氮齿镉和铟大环配合物的激发态性能研究

本文研究了不对称五氮齿镉和铟大环配合物的激发态性能及其光稳定性。结果表明:它们的三重态能量在120kJ/mol左右,最低激发三重态敏化产生单重态氧的量子产率在0.6～0.9,它们的分子一阶超极化率在～10^-28esu,在光照的条件下,配合物Ⅰ相当稳定,而配合Ⅱ则形成不稳定化合物导致光褪色。     

5-苯基-2-(2'-苯基啉基-5')1,3,4-二唑及其5-对位取代苯基衍生物的研究

合成了十三个未见报道的5-苯基-2-(2'-苯基唑基-5')1,3,4-二唑及其5-对位取代苯基衍生物. 测试了它们的紫外光谱、荧光光谱、荧光量子产率和激光转换效率, 发现化合物的γmax^u^v和νmax^u^v与Hammett取代基常数|σρ^+|有线性关系, 化合物分子受激发后结构的平面性增加.     

氮掺杂石墨烯量子点的制备及其在细胞成像中的应用

为克服现有量子点制备技术中存在的荧光量子产率较低及生物相容性差的问题,通过一步水热法合成一种高荧光量子产率的氮掺杂石墨烯量子点(N?GQDs),其荧光量子产率为94％.N?GQDs粒径在20～40 nm之间,最大激发波长为390 nm,发射波长为450 nm.N?GQDs呈现亮蓝色荧光,具有良好的光致发光作用.N?GQ...     

含吡啶环的芳香醚-噁二唑类化合物的合成及其光谱研究

为开发新的高强度的有机电致发光材料, 用含烷氧基的取代苯甲酸(2)与2,6-吡啶二甲酰肼(3)在POCl3作用下, “一锅煮”法合成6个结构对称的含吡啶环的芳香醚-噁二唑4a～4f. 通过MS, IR, 1H NMR, 元素分析等手段对其结构进行了表征. 化合物的荧光性能测定结果显示此类化合物具有良好的荧光性, 其荧光发射波长均在347～507 nm范围内, 最大荧光发射波长在384 nm附近处, 且荧光强度较强. 在芳环上引入5-Br基团(4e, 4f), 化合物的荧光发射波长发生红移, 荧光强度有所减弱. 以硫酸奎宁作参比, 测定6个目标产物的荧光量子产率, 5-Br基团的引入对荧光量子产率没有明显影响. 同时讨论了代表性产物4a在不同溶剂中最大荧光激发波长处的荧光量子产率, 发现溶剂极性对该类化合物的荧光量子产率基本没有影响.     

葡萄糖酸碳量子点的合成及其光学性能的研究

以葡萄糖酸为碳源,采用微波法、热解法和水热溶液法合成了水溶性较好的蓝色荧光碳量子点。用透射电镜(TEM)观察其形貌,荧光光谱(FL)和紫外可见光谱(UV)探究其激发和发射光谱,用时间分辨光谱(TRF)测其荧光寿命值。微波和热解法制备的碳量子点粒径在2.5~7.5 nm之间,激发波长为360 nm,发射波长为450 nm,荧光发射依赖激发波长,有三个荧光寿命,表面状态不均一。水热法制备的碳量子点,粒径在3.0~8.5 nm之间,激发波长为350 nm,发射波长为430 nm,荧光发射不依赖激发波长,只有一个荧光寿命值,表面状态均一。水热法合成的碳量子点荧光量子产率高为6.01%,为进一步研究葡萄糖酸制备碳量子点提供参考。     

氧硫化碳在230 nm光激发下的S(~3P)解离通道

在230nm激光激发下,氧硫化碳(OCS)分子迅速解离生成振动基态但高转动激发的CO(X~1∑_g~+,v=0,J=42-69)碎片,并通过共振增强多光子电离技术实现其离子化。通过检测处于J=56-69转动激发态CO碎片的离子速度聚焦影像,我们获得了各转动态CO碎片的速度分布和空间角度分布,其中包含了S(1D)+CO的单重态和S(~3P_J)+CO三重态解离通道的贡献。不同的转动态CO碎片对应三重态产物通道的量子产率略有不同,经加权平均我们得到230 nm附近光解OCS分子中S(3P)解离通道的量子产率为4.16%。结合高精度量化计算的OCS分子势能面和吸收截面的信息,我们获得了OCS光解的三重态解离机理,即基态OCS(X~1A')分子吸收一个光子激发到弯曲的A~1A'态之后,通过内转换跃迁回弯曲构型的基电子态,随后在C-S键断裂过程中与2~3A"(c~3A")态强烈耦合并沿后者势能面绝热解离。     

带烷氧基的苯基蒎烯吡啶铱配合物的合成及光物理性质

合成了一组新型的带有烷氧基团的铱(Ⅲ)配合物[Ir(RO-pppy)3], 并进行了结构表征. 该组配合物在~496 nm处有较强的三重态发射, 磷光量子产率为0.4~0.6, 三重态寿命为2~4 μs. 结果表明, 连接了长链的配合物可减少分子间的聚集, 可以用作有机电致发光器件中的磷光材料.     

一种可生成单重态氧的新型光敏剂──类卟啉大环金属配合物

含丙基取代的不对称联三吡咯大环化合物及其金属配合物的合成已在前文报道,这些配合物在740～780nm光谱区域内具有强的光吸收。其单重态氧的生成可由它的光敏氧化蒈烯得到约68%高产率的“ene”型产物所证实,同时测定了它们的单重态氧量子产率(φ¹O₂)及荧光量子产率(φ₁)。     

氟硼二异吲哚类化合物的合成及光学性能表征

以取代的苯甲酸乙酯和邻羟基苯乙酮为原料,合成了一系列含卤素取代氟硼二异吲哚类新化合物.这些化合物的结构均通过了1H NMR,HRMS,IR等手段的表征.通过紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱测试,化合物均显示较长的紫外吸收及荧光发射波长.取代基对于化合物摩尔消光系数和荧光量子产率以及单线态氧生成能力有明显的影响,其中含CH3O和CF3取代的化合物6b和6f显示了更高的摩尔消光系数,而含Br取代的化合物6e显示高的单线态氧生成能力和中等的荧光量子产率.     

人血清白蛋白和牛血清白蛋白荧光量子产率的测量

以L-色氨酸荧光量子产率0．14为标准,测量了人血清白蛋白和牛血清白蛋白水溶液在不同激发波长下的荧光量子产率。在pH6．4和25℃条件下,人血清白蛋白和牛血清白蛋白在最大激发波长280nm的荧光量子产率分别为0．132和0．130。实验发现,pH对蛋白质荧光强度有明显影响,溶解氧对荧光量子产率基本没有影响。     

光敏化铱配合物三线态材料

铱配合物由于高的激发单线态到三线态的量子转化效率和可调节的三线态寿命,近年来在三线态光敏化应用领域备受瞩目.科学家们就调控铱配合物发光波长和发光量子效率已建立起有效的分子设计策略和原则,但对如何调控铱配合物的可见光吸光响应,三线态量子产率和寿命等光敏化应用要求的重要光物理参数的相关探索并不多,相应的分子设计策略和原则远未建立.本文介绍了铱配合物与光敏化过程相关的光物理特征,改进铱配合物可见光吸收性能、调控三线态量子产率和寿命的分子设计策略,综述了铱配合物近年来应用于染料敏化太阳能电池、三线态-三线态湮灭能量上转化和光裂解水制氢的研究进展,梳理了铱配合物分子结构与光敏化性能之间的部分关联关系.     

新型铱(Ⅲ)配合物有机磷光材料的合成及性能研究

以苯甲酰氯及其衍生物、邻氨基苯硫酚等为原料, 通过与无水三氯化铱及乙酰丙酮配合, 合成了一系列新型的取代2-苯基苯并噻唑合铱(Ⅲ)的乙酰丙酮类配合物有机磷光材料, 并对产物进行了核磁、红外、质谱和元素分析等结构表征及溶解性能、热稳定性和紫外吸收光谱、荧光光谱等发光性能的研究. 结果表明, 此类配合物在二甲亚砜和三氯甲烷等有机溶剂中具有良好的溶解性; 配合物分解温度高, 可达338～360 ℃, 具有较高的热稳定性, 其高温升华现象十分有利于真空热蒸镀薄膜的制备; 此类配合物在紫外-可见吸收光谱上的250～350 nm处出现了强的配体自旋, 允许单重态π-π*跃迁吸收峰, 在400～530 nm处出现了配合物分子内金属铱到配体的单重态和三重态电荷跃迁吸收峰(1MLCT和3MLCT); 同时, 该类铱(Ⅲ)配合物在发射光谱560～600 nm处出现了强的黄光发射, 并且在室温下表现出较高的荧光量子效率.