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新型十六取代无金属及锌(II)酞菁;设计、合成与光物理化学性质
摘要: 本文描述了一种新型1,4,8,11,15,18,22,25-八己氧基-2,3,9,10,16,17,23,24-八-(4-三氟甲氧基苯基)酞菁(3a)及其锌(II)酞菁衍生物(3b)的合成,并通过元素分析、1H NMR、13C NMR、19F NMR、质谱、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱进行了表征。新制备的无金属酞菁及其锌(II)衍生物可溶于大多数有机溶剂。在DMF中研究了这些酞菁的聚集、荧光、单线态氧生成及光照下的光降解等光物理和光化学性质。由于酞菁骨架中所有可能位置均被取代,十六取代酞菁(3a和3b)显示出比已报道酞菁衍生物更长的吸收和发射波长值。该锌(II)酞菁衍生物不仅具有良好的单线态氧生成能力,还具备其他光物理化学特性,使其可作为光动力治疗癌症的光敏剂。
关键词: 酞菁,铃木偶联反应,光动力疗法,光化学,光物理
更新于2025-09-22 18:42:51
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基于异构供体-受体发色团的高效绿光至深红/近红外发射材料的理性设计
摘要: 设计并合成了一系列具有异构供体-受体共轭骨架的化合物TPA-BT-Q、TPA-pyT-N-naph、TPA-N-pyT-naph和DPA-py-N-BT-naph,研究了它们的结构-性能关系、理论计算以及光物理与电化学特性。这些异构发色团表现出显著不同的光物理性质,在不同溶剂中观察到从绿色到近红外区域的发射波长,具有高光致发光量子产率(低极性溶剂中超过90%,混合薄膜中为44-88%)。有机发光器件显示出强电致发光,发射峰分别位于592、660、630和580 nm;最大电流效率分别为7.92、2.93、3.56和15.37 cd/A;最大功率效率分别为4.21、1.56、1.81和8.24 lm/W;TPA-BT-Q、TPA-pyT-N-naph、TPA-N-pyT-naph和DPA-py-N-BT-naph掺杂OLED的最大外量子效率分别为3.15%、2.75%、2.66%和5.33%。
关键词: 给体-受体、近红外、异构体、光物理、电致发光
更新于2025-09-23 20:39:10
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具有共线官能化的横向酞菁:高效单线态氧光敏化的新范式衍生物
摘要: 我们在此描述了一系列具有多种有趣特性的反式-ABAB构型锌(II)酞菁(ZnPc)1a-g的制备方法。首先,通过在ZnPc的两个相对异吲哚单元(B)上引入双(三氟甲基苯基)基团,这些化合物展现出高溶解性和抑制聚集的特性。其次,另外两个异吲哚单元(A)含有不同氮位取代的桥连邻苯二甲酰亚胺单元,这一特征使得多种官能团呈共线排列。部分此类共线功能化的ZnPc是构建含ZnPc单元的同源或异源阵列的理想构建基块。此外,该系列中某些成员的两亲性特质使其成为单线态氧光敏化的潜在候选材料。通过选取1c作为模型化合物进行的光物理研究表明,这些分子在极性与非极性介质中均为高效的单线态氧光敏剂,在非极性介质中的单线态氧量子产率(ΦΔ)高达0.74。
关键词: 光物理、酞菁、荧光、共线功能化、单线态氧
更新于2025-09-23 22:48:32
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低温离子光谱法研究硝基酚盐离子的本征光物理性质
摘要: 采用低温离子阱仪器中的光解离质谱技术,在低温条件下研究了硝基苯酚异构体(间位、对位和邻位)的本征光物理性质。实验观测到的光谱线宽表明,各异构体具有影响激发态寿命的独特光物理特性。间位硝基苯酚经可见光激发后,其S1态光谱中呈现出清晰可辨的振动电子特征峰。而对位和邻位异构体由于激发态寿命较短且存在光谱拥挤效应,即便在低温下仍呈现宽谱特征。我们通过计算证实了邻位硝基苯酚第一与第二激发态的混合,这导致其实验光谱出现显著的额外展宽。
关键词: 激发态寿命、低温离子光谱学、光物理、谱线展宽、硝基酚盐
更新于2025-09-24 07:06:44
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双齿膦配体的远程修饰调控其配合物的光子性能:[Cu(RN-xantphos)(N^N)][PF6]在发光电化学池中的性能提升
摘要: 本文描述了一系列铜(I)配合物[Cu(HN-xantphos)(N^N)][PF6]和[Cu(BnN-xantphos)(N^N)][PF6](其中N^N = bpy、Mebpy和Me2bpy,HN-xantphos = 4,6-双(二苯基膦基)-10H-吩恶嗪,BnN-xantphos = 10-苄基-4,6-双(二苯基膦基)-10H-吩恶嗪)。[Cu(HN-xantphos)(Mebpy)][PF6]和[Cu(BnN-xantphos)(Me2bpy)][PF6]的单晶结构证实了N^N和P^P螯合配体的存在,铜(I)原子处于扭曲的配位环境中。报道了含BnN-xantphos化合物(其最高占据分子轨道位于吩恶嗪部分)的溶液电化学和光物理性质。[Cu(BnN-xantphos)(N^N)][PF6]的首次氧化发生在BnN-xantphos配体上。采用时间依赖密度泛函理论(TD-DFT)计算分析了[Cu(BnN-xantphos)(N^N)][PF6]化合物的溶液吸收光谱。在固态下,[Cu(HN-xantphos)(N^N)][PF6]的化合物在518-555 nm范围内显示光致发光,[Cu(BnN-xantphos)(N^N)][PF6]在520-575 nm范围内显示光致发光,从bpy到Mebpy再到Me2bpy呈现蓝移。[Cu(BnN-xantphos)(Me2bpy)][PF6]表现出55%的固态光致发光量子产率和17.4 μs的激发态寿命。使用该配合物获得了明亮的发光电化学池,并且表明通过使用导电性较差的空穴注入层可以提高电致发光量子产率。
关键词: 密度泛函理论计算、电致发光、光物理、发光电化学池、离子型铜配合物
更新于2025-09-19 17:13:59
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含4,4'-双(膦酸甲酯基)-2,2'-联吡啶配体的双环金属铱配合物:光物理性质、电化学特性及高压染料敏化太阳能电池
摘要: 本报告介绍了两种双环金属铱(III)配合物的合成与表征。单晶X射线衍射显示[Ir(ppy)2(4,4′-双(二乙基膦酰甲基)-2,2′-联吡啶)]PF6呈拟八面体几何构型。这些配合物在近可见-紫外区有吸收特征,并发射绿光,激发态寿命达数百纳秒。其氧化还原性质表现出可逆的氧化和还原行为。[Ir(ppy)2(4,4′-双(膦酰甲基)-2,2′-联吡啶)]PF6能轻易结合纳米结构的SnIV掺杂In2O3和TiO2等金属氧化物载体,同时保持可逆的氧化还原化学特性。当作为光阳极用于染料敏化太阳能电池时,器件开路电压超过1V,这证明了这些铱(III)配合物作为光化学氧化剂的优异性能。
关键词: 高压、染料敏化太阳能电池、双环金属铱(III)配合物、电化学、光物理
更新于2025-09-19 17:13:59
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喷射冷却条件下2-乙基己基-4-甲氧基肉桂酸酯作为UV-B防晒剂的电子态与光物理性质
摘要: 标题化合物2-乙基己基-4-甲氧基肉桂酸酯(2EH4MC)是防晒化妆品中的典型成分,能有效将吸收的UV-B光转化为热能。该能量转化过程包含非辐射衰减(NRD):通过反式-顺式异构化最终恢复原结构并释放热能。本研究对气态冷却的2EH4MC进行紫外光谱分析,探究其电子/几何结构及NRD机制。激光诱导荧光(LIF)光谱清晰呈现了S1?S0跃迁的振动结构;紫外-紫外烧孔(HB)光谱与密度泛函理论(DFT)计算揭示了甲氧基(?OCH3)反向排列的顺反异构体共存现象。皮秒级紫外-紫外泵浦-探测光谱显示激发单重态(S1 (1ππ*))的非辐射衰减速率常数达~1010?1011 s?1,该过程通过内转换(IC)至1nπ*态实现。纳秒级紫外-深紫外(DUV)泵浦-探测光谱检测到能量为18 400 cm?1、寿命20 ns的三重态(T1 (3ππ*))。结果表明2EH4MC的光异构化包含多步内转换与系间窜越过程,其路径可表述为"S1 (反式, 1ππ*) → 1nπ* → T1 (3ππ*) → S0 (顺式)"。
关键词: 非辐射衰变、光物理、密度泛函理论计算、反式-顺式异构化、喷气冷却光谱学、2-乙基己基-4-甲氧基肉桂酸酯、UV-B防晒剂
更新于2025-09-19 17:13:59
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红外激光激发研究富勒烯(C60)分子的跃迁
摘要: 拉曼光谱是研究光非弹性散射的学科。具有拉曼活性的样品应表现出极化率的变化。该技术除其他外,能提供物质振动状态的重要信息。拉曼散射研究涉及光子产生与湮灭的总和,能量守恒定律仅适用于整体过程而非单个事件。红外激光束是研究富勒烯分子吸收与发射特性的理想选择。其光物理、光化学及光学性质已被众多科学家详细研究过。我们拟探究富勒烯分子的红外激光诱导特性,预期激光与C60分子的相互作用可能破坏碳键,产生更多自由电子并形成新化合物。
关键词: 富勒烯分子,红外激光,光物理,非弹性散射,光化学,振动态
更新于2025-09-19 17:13:59
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共掺杂金属氧化物纳米管:超线性光响应与多分析物传感
摘要: 金属氧化物纳米管及独立膜材料已被广泛研究,其潜在应用涵盖电子器件、光电子学、光催化、过滤技术及气体传感等领域。尽管这些纳米管的宽带隙特性给光化学转化和电荷传输带来挑战,但掺杂金属氧化物纳米管能通过降低带隙并提供导电与光化学反应所需的载流子。虽然单一掺杂剂已成功应用,但共掺杂可通过调控电子态密度、光物理及光化学性质,获得新颖甚至完全不同于单一掺杂剂的功能特性。本文阐述了共掺杂二氧化钛(TiO2)纳米管膜材料——其共掺杂剂的组合特性与单一掺杂情形存在显著差异。研究建立了详细机理模型来解释这些共掺杂金属氧化物膜材料的新光物理/光化学特性,以及由此产生的超线性光响应、增强型气体传感响应等新功能,并展示了这些功能在便携式光检测和多分析物传感等领域的应用潜力。
关键词: 电子特性、多分析物传感器、金属氧化物纳米管、共掺杂、光物理
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于激光生成超声波的碳纳米管复合材料合成与表征
摘要: 过去几年中,在利用多壁碳纳米管(MWCNTs)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)功能复合材料协同产生超声波方面取得了重大进展。由于MWCNTs作为激光束的完美吸收体具有高光学吸收特性,且PDMS具有高热膨胀系数,可实现更高频率超声波产生的紧凑型换能器。本研究报道了一种通过喷涂法在玻璃基板上沉积MWCNT-PDMS复合材料的新型合成方法,整个过程仅需2小时。该涂层(厚度0.9-32.2微米)在1047纳米波长下显示出13.9%-0.0%的低透光率。除使用1% Triton-X-100原液稀释至相对无害的0.1%溶液外,未使用任何有毒化学品。该Triton-X-100溶液对实验室操作无害,是处理生物细胞的常用实验室洗涤剂。所实现的声压级为3.4 MPa,频率带宽达9.7 MHz。这些结果表明该方法能快速无毒地生产激光超声波换能器,适用于分层材料的无损材料检测领域,或在适当频率范围内应用于医学领域。
关键词: 激光产生的超声波、喷涂方法、多壁碳纳米管、光物理、纳米复合材料、纳米粒子
更新于2025-09-16 10:30:52