纳米人-JACS: 苝酰亚胺阴离子芳基有机分子光致电子转移光谱

JACS: 苝酰亚胺阴离子芳基有机分子光致电子转移光谱

纳米技术纳米 2020-09-08

苝酰亚胺阴离子自由基²(PDI^-^·)*的双重激发态能够还原芳基电子接收体分子，上海师范大学张昉、德克萨斯大学圣安东尼奥分校Kirk S. Schanze等通过皮秒时间分辨瞬态吸收光谱（TA）验证了该过程。激发态PDI^-^·能够生成具有可见光TA瞬态吸收的²(PDI^-^·)*，并且其衰减寿命τ=160 ps，不同还原电势的芳基电子接收体通过淬灭²(PDI^-^·)*能够产生基于双分子光致电子转移的可见光吸收，并以²(PDI^-^·)*+Ar-X→PDI+Ar-X^-^·过程实现。在电子受体作用中的²(PDI^-^·)*的Stern–Volmer淬灭过程实现了和还原电势相关的双分子淬灭过程。对电子转移淬灭过程的相关数据进行Rehm–Weller分析结果显示，(*PDI^-^·/PDI)的电催化半反应电势为-1.87 V vs SCE。

本文要点：

（1）

在惰性气氛中的PDI溶液中，四（二甲基氨基）乙烯（TDAE）通过单电子还原将PDI还原为PDI^-^·，通过在60 μM PDI溶液中加入1倍量TDAE后通过光吸收谱测试发现定量的转化为PDI^-^·。中性PDI的吸收谱在425~550 nm中有吸收，但是PDI^-^·的吸收谱范围在600~800 nm区间。

（2）

作者测试了PDI^-^·和对硝基苯甲醛混合溶液中的瞬态吸收光谱，结果显示在对硝基苯甲醛存在情况中，PDI^-^·溶液寿命由160 ps降低为87 ps。并且瞬态吸收终态并未恢复至初态基线态，这是因为产生了双分子电荷转移反应实现的：

²(PDI^-^·)*+4 NBA→PDI+4 NBA^-^·