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氢键对单光子荧光发射光谱的影响

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:氢键是最重要的分子间或分子内的弱相互作用之一,因此发光材料的荧光发射行为当然也会受到影响。通常情况下,荧光发射光谱的研究范围从紫外到可见光区。图1.4荧光、磷光体系能级图由于氢键的作用,分子的HOMO与LUMO轨道都会发生一定程度的变化,而激发态的前线轨道受到的影响更大。因此无论是分子内还是分子间氢键作用,对荧光光谱的影响都会非常显著,通常较正常荧光发射光谱发生明显红移,从而表现出一个新的质子转移峰[46]。

氢键对单光子荧光发射光谱的影响

氢键是最重要的分子间或分子内的弱相互作用之一,因此发光材料的荧光发射行为当然也会受到影响。分子吸收一定的能量后,电子从基态跃迁到激发单重态,在克服了系间窜跃、内转换、热辐射、振动弛豫、外转换等能量损失后,从激发单重态回到基态的过程中,即发荧光。分子的光吸收及发射原理如图1.4[45]。通常情况下,荧光发射光谱的研究范围从紫外到可见光区(250~700 nm)。

图1.4 荧光、磷光体系能级图 (www.xing528.com)

由于氢键的作用,分子的HOMO与LUMO轨道都会发生一定程度的变化,而激发态的前线轨道受到的影响更大。因此无论是分子内还是分子间氢键作用,对荧光光谱的影响都会非常显著,通常较正常荧光发射光谱发生明显红移(100 nm以上),从而表现出一个新的质子转移峰[46]。另外,无论是荧光强度还是荧光量子产率,通常都会有明显的变化[47]

当基态分子受光激发而处于激发态时,由于电荷的重新分布,单个分子的质子由羟基迅速(纳秒甚至飞秒)转移至另一个分子的受电子基团如-C=N键的氮上而由醇式结构转变为酮式结构,可见处于激发态的分子酮式结构相比醇式结构更加稳定。而分子由于发生互变异构导致激发态能量损失,所以我们常看到酮式发射较正常荧光发射有一个较大的红移,100 nm左右[48-50]

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