吡啶类离子液体/分子溶剂体系中的光诱导电子转移反应动力学

由于其独特的结构，室温离子液体及其与分子溶剂组成的混合溶液具有许多新奇性质，例如由于簇集行为而在溶液局部形成纳米结构等，近年来受到广泛关注。但对离子液体及其与分子溶剂组成的混合体系内发生的化学反应机理，特别是其微观结构和性质对光诱导电子转移（PET）过程的影响还有待深入研究。本项目以具有飞秒及纳秒时间分辨本领的超快光谱及时间分辨电子顺磁共振（EPR）技术为主要手段，通过观测吡啶类离子液体的混合体系中，蒽醌等电子给体与受体间的PET反应生成的瞬态自由基的光谱与EPR波谱，拟合计算出相应的反应速率与效率，比较研究离子液体与分子溶剂的不同配比对PET反应动力学的影响；结合分子模拟等手段，探索吡啶类离子液体混合体系的微观结构、黏度、极性等特性影响PET过程的规律，寻求实现对光诱导电子转移过程的有效调控。本项目的研究将对离子液体在染料敏化太阳能电池、分子光子学、辐射化学等领域的应用提供依据。

近年来，室温离子液体及其与分子溶剂组成的混合溶液由于具有许多新奇性质而受到广泛关注。本课题深入研究了吡啶离子液体及其与分子溶剂组成的混合体系内发生的光化学反应机理，尤其是其微观结构和性质对光诱导电子转移（PET）过程的影响。利用瞬态吸收等时间分辨光谱技术，研究了吡啶类离子液体的混合体系中，三乙胺、二苯胺等电子给体与蒽醌、杜醌、萘醌等受体间PET反应生成的自由基的瞬态光谱，拟合计算出相应的反应速率与效率，比较研究了离子液体与分子溶剂的不同配比对PET反应动力学的影响，结果表明通过调节混合体系中离子液体的比例可以实现对光诱导电子转移过程的有效调控。结合分子模拟等手段，探索了吡啶类离子液体混合体系的微观结构、自扩散、黏度等特性。此外，观测了几种探针分子在吡啶离子液体中的稳态吸收光谱、荧光光谱及荧光寿命。结合黏度、电导率等实验数据，探讨了离子液体混合体系的热力学性质和微观结构变化影响PET过程的规律。这些研究结果对离子液体在染料敏化太阳能电池、分子光子学、辐射化学等领域的应用具有一定的参考价值。项目执行期间，项目组成员已在国内外重要学术刊物上发表期刊论文12篇，在国内和国际会议上展示论文成果4篇，基本完成了项目书计划的内容和目标。