通过时间解析的短暂光学和电子磁共振光谱学研究的烯二胺衍生物的光物理性质
Wenhui Li1, Jiayu Li2, Ivan Kurganskii3
1State Key Laboratory of Fine Chemicals, Frontier Science Center of Smart Materials, School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, 2 Ling-Gong Road, Dalian 116024, People's Republic of China.
二胺衍生物被研究为系统间交叉 (ISC). 扭曲的结构不能保证ISC;兴奋状态能量水平是关键. 这项研究通过长期存在的三重激发状态帮助光催化.
科学领域:
- 摄影化学的使用.
- 有机化学 有机化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 二胺 (PBIs) 是多功能有机分子,具有可调节的光物理性质.
- 系统间交叉 (ISC) 对于理解光物理过程和启用光催化等应用至关重要.
- 分子结构的作用,特别是 π 结合扭曲,在诱导 ISC 中是一个活跃的研究领域.
研究的目的:
- 为了研究扭曲的π-结合框架对二胺 (PBI) 衍生物中的系统间交叉 (ISC) 的影响.
- 为了比较PBI衍生物的中性,单和二形式的ISC行为.
- 阐明控制ISC的因素,重点关注激发状态能量水平匹配的作用.
主要方法:
- 两种PBI衍生物的合成和表征:PBI-Cl (化物替代) 和DiPBI (化二维结构).
- 光物理测量包括光光谱学和时间分辨率电子磁共振 (TREPR) 以研究ISC和三重状态属性.
- 理论计算,结合赫兹伯格-泰勒效应,以支持实验发现.
主要成果:
- 在中性形式中,PBI-Cl表现出高光度,没有可观察到的ISC.
- 与非替代PBI (1303 MHz) 相比,DiPBI证明了高效的ISC,其三重状态寿命为3.6μs,并且与非替代PBI (1303 MHz) 相比,零场分裂 (ZFS) D参数较小 (778 MHz),表明了非局部化的旋转密度.
- 对二 [DiPBI]2-没有观察到ISC,但对[PBI-Cl]2-. . .观察到ISC.
结论:
- 仅仅是 π 结合框架的扭曲并不一定会诱导 ISC.
- 单元 (S1) 和三元 (Tn) 状态之间的激发状态能量水平匹配似乎是ISC的决定性因素.
- 了解这些光物理机制可以通过改进的分子间电子转移来增强光催化应用的光激发型二离子的还原性.
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