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相似文献
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1.
观测了2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移(ESIPT)影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400 nm光激发HBT溶液时,在510 nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400 nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。  相似文献   

2.
郑加金  陆云清  李培丽 《物理学报》2010,59(7):4687-4693
以532nm皮秒脉冲作抽运光,采用单光束Z-扫描技术对具有激发态分子内质子转移效应的有机分子2-(2′-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在其双光子吸收区的非线性光学特性进行了研究.实验结果表明,对532nm波长的光,HBT分子存在明显的双光子吸收.通过拟合开孔Z-扫描实验数据,求解了HBT分子在其双光子吸收区的非线性吸收系数,并探讨了抽运光强度对介质双光子吸收效应的影响.采用高斯分解法,通过拟合闭孔Z-扫描除以开孔Z-扫描数据,理论推导并计算了在介质对抽运光存在非线性吸收的情况下HBT分子的非线性折射率,以及不同入射光强度时HBT分子的三阶非线性极化率实部和虚部的值.计算结果表明,理论分析与实验结果较好地符合,这些结果为进一步研究和开发此类材料的应用提供了理论与实验依据.  相似文献   

3.
观测了2-(2′-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移(ESWT)影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400nm光激发HBT溶液时,在510nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。  相似文献   

4.
运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD DFT)理论方法研究了在2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)苯环羟基的邻位或对位分别引入羟基和醛基后的衍生物分子内质子转移过程,考察了取代基的电子效应及取代位置对分子内氢键和质子转移反应的影响,模拟计算了各分子的IR振动光谱和电子光谱.研究发现,HBT及其衍生物分子可以形成分子内氢键,且激发态时氢键增强.基态时以醇式构型稳定存在,激发态时酮式结构为优势构象.分子的最大吸收峰和发射峰主要源于电子从前线分子轨道HOMO到LUMO之间的跃迁.基态分子内质子转移需要越过较高的能垒因而难以发生,而激发态时只需越过较低能垒就很容易发生激发态分子内质子转移.取代基的电子效应和取代位置对HBT分子氢键强度、互变异构体的相对稳定性、电子光谱及质子转移反应的能垒均有一定影响.  相似文献   

5.
报道了在调Q的Nd∶YAG激光器泵浦下用Z扫描技术对具有分子内质子转移(ESIPT)特性的分子2(2′羟基苯基)间氮杂氧茚(HBO)的光学非线性的研究。结果表明:对1.06μm的光,HBO无非线性吸收,其三阶非线性极化率不随入射光强而变;而在0.53μm的激光作用下,HBO表现出显著的双光子吸收,其双光子吸收系数随泵浦光强增强而减小,而其三阶非线性极化率实部则随泵浦光强的增强而增大。在建立双光子泵浦产生激发态分子内质子转移动态模型的基础上,通过理论计算很好地解释了实验现象  相似文献   

6.
运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD DFT)理论方法研究了在2-(2-羟基苯基)苯并咪唑(HBI)苯环羟基的对位分别被呋喃基、吡咯基等五种芳香性取代基后的衍生物(HBI-R)分子内质子转移过程,考察了取代基的电子离域效应对分子结构、分子内氢键和质子转移的影响,模拟计算了各分子的IR振动光谱和电子光谱。研究发现,基态的HBI与HBI-R分子内氢键O—H…N比O…H—N强度大,因氢键中的O—H增长和H—N的缩短,激发态氢键O—H…N弱于O…H—N强度,基态和激发态的稳定构型分别为醇式和酮式结构,取代基总体上使酮式构型相对稳定性有所增加,但呋喃基、吡咯基和噻吩基却略降低了激发态酮式构型相对稳定性。取代基降低了HBI基态和激发态分子内质子转移反应的能垒,但影响不大。电子吸收光谱的最大吸收峰和荧光光谱的最大发射峰主要源于前线分子轨道HOMO与LUMO之间的电子跃迁,芳环取代基增强了电子离域效应,使光谱的吸收峰和发射峰波长均有较大的红移。  相似文献   

7.
2-(2’-羟基苯基)苯并咪唑(简称HBI)是一类具有激发态质子转移效应的有机分子。观测了HBI分子在甲苯、甲苯与乙醇混合及乙醇三种溶液的吸收光谱,发现其吸收光谱相类似。用317 nm光激发,观测其荧光光谱,在甲苯溶液中只观测到一个荧光带,其峰值位于470 nm;在甲苯与乙醇的混合溶液及乙醇溶液的荧光光谱中,都观测到两个荧光带,其峰值分别位于370和450 nm。根据激发态质子转移理论可知,470 nm的荧光带是由激发态质子转移生成的互变异构体,即HBI酮式构型分子的发射,峰值位于370 nm的荧光带是HBI稀醇式构型分子的发射。由于乙醇具有较大的极性,可与HBI分子相互作用形成分子间氢键,即生成溶剂化物。当溶剂化物被激发,在激发态发生激发态质子转移生成两性离子,两性离子发射荧光回到基态。因此,在极性溶剂中HBI发射峰值位于450 nm的荧光带应归于两性离子的发射。当用532 nm强光激发HBI溶液时,发现HBI分子在非极性溶剂中无双光子效应,而在极性溶剂中却存在双光子效应,表明HBI的溶剂化物具有双光子效应。  相似文献   

8.
激发态双质子转移反应长期困扰着理论和实验科学家并成为了一个悬而未决的热点问题. 本文利用完全活化空间自洽场方法及其二阶微扰理论(MS-CASPT2//CASSCF)系统地研究了典型体系1,8-二羟基-2-萘甲醛(DHNA)的激发态双质子转移反应以及相关的激发态弛豫过程. 在MS-CASPT2//CASSCF水平下,本文优化了三个能量相近但结构不同的S1态互变异构体,即S1-ENOL、S1-KETO-1和S1-KETO-2,以及两个关键的S1/S0锥形交叉点结构,即S1S0-KETO-1和S1S0-KETO-2. 其中,两个极小点S1-KETO-1和S1-KETO-2与实验上观测到的双荧光发射现象密切相关. 本文还利用MS-CASPT2//CASSCF方法计算了双质子转移反应的二维势能面以及从极小点到交叉点结构的线性内插路径;相应计算结果证实了DHNA体系具有分步的激发态双质子转移机制. 具体来说,从S1-ENOL到S1-KETO-1的第一个质子转移过程是无能垒的,而从S1-KETO-1到S1-KETO-2的第二个质子转移过程则需要克服一个大约6.0 kcal/mol的能垒. 此外,由于从S1-KETO-1 (S1-KETO-2)到S1S0-KETO-1 (S1S0-KETO-2)的线性内插路径显示DHNA体系需要翻越一个约为12.0 kcal/mol的能垒,因此DHNA体系将在S1态上停留一段时间并发生双荧光发射现象. 当然,S1/S0锥形交叉点也会促使DHNA体系从S1态内转换到S0态,而这会一定程度上降低DHNA体系发射荧光的效率. 可以通过限制C5-C8-C9-O10二面角旋转来降低体系的内转换效率,进而提高DHNA体系的发光效率. 本工作不仅有助于理解激发态双质子转移机制,还有助于设计具有优异发光性能的新型分子材料.  相似文献   

9.
运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TDDFT)计算方法研究了10-羟基苯并喹啉(HBQ)及其衍生物分子内质子转移过程,探究了取代基效应对质子转移过程的影响,研究发现,HBQ及其衍生物可以形成分子内氢键,且激发态时氢键增强.基态时各分子以醇式构型稳定存在,激发态时酮式构型为优势构象.各化合物的最大吸收峰和发射峰主要是电子从HOMO到LUMO之间的跃迁引起的.基态分子内质子转移(醇式→酮式)需要跃过较高的能垒因而难以发生,而激发态时只需跃过较低能垒就很容易发生分子内质子转移,吸电子基的引入可以使该过程的能垒降低,因此吸电子基有利于激发态质子转移.取代基效应影响化合物的光谱性质.  相似文献   

10.
尚小明  汤国庆  张桂兰  陈文驹 《光学学报》1996,16(10):1371-1378
报道了以N2激光为泵浦光源,获得激发态分子内质子转移(ESIPT)分子HBO的激光输出现象。其激光转换效率约为17%,调谐范围为495~540nm,最强的输出波长在510nm。以HBO的激发态分子内质子转移的光物理和光化学过程为基础,建立了HBO产生激光的动态模型,数值模拟了在宽带和窄带情况下激光输出的光谱特性和时间特性,理论计算值与实验观测值很好相符,同时证实了激发态分子内质子转移分子的激光脉冲宽度依赖于激发态分子内质子转移分子的酮式异构体的基态S′0的寿命  相似文献   

11.
This paper demonstrates an all-optical switching model system comprising a single pulsed pump beam at 355 nm and a CW He--Ne signal beam at 632.8 nm with 2-(2^\prime -hydroxyphenyl)benzothiazole (HBT) in ethanol solution. The origins of the optical switching effect were discussed. By the study of nonlinear optical properties for HBT in ethanol solvent, this paper verified that the excited-state intramolecular proton transfer (ESIPT) effect of HBT and the thermal effect of solvent worked on quite different time scales and together induced the change of the refractive index of HBT solution, leading to the signal beam deflection. The results indicated that the HBT molecule could be an excellent candidate for high-speed and high-sensitive optical switching devices.  相似文献   

12.
报道了在氮分子激光泵浦下,激发态分子内质子转移分子2-(2'-羟基苯基)间氮杂氧茚(HBO)环乙烷溶液放大的自发辐射(ASE)实验和理论研究。在环己烷溶液中,HBO的增益系数α(510um)约为1.2cm-1。在建立了HBO激发态分子内质子转移(ESIPT)的放大的自发辐射动态模型基础上,通过数值模拟得到了HBO的增益光谱和放大的自发辐射光谱,计算结果与实验很好相符,证实了HBO的酮式异构体的基态寿命更接近于260ns而非亚纳秒级。  相似文献   

13.
孙四梅  张嵩  宋娇  郭小珊  江超  孙静俞  王赛玉 《中国物理 B》2022,31(2):27803-027803
The excited-state intramolecular proton transfer of 2-(2-hydroxyphenyl)benzoxazole dye in different solvents is investigated using ultrafast femtosecond transient absorption spectroscopy combined with quantum chemical calculations.Conformational conversion from the syn-enol configuration to the keto configuration is proposed as the mechanism of excited-state intramolecular proton transfer.The duration of excited-state intramolecular proton transfer is measured to range from 50 fs to 200 fs in different solvents.This time is strongly dependent on the calculated energy gap between the N-S;and T-S;structures in the S;state.Along the proton transfer reaction coordinate,the vibrational relaxation process on the S;state potential surface is observed.The duration of the vibrational relaxation process is determined to be from8.7 ps to 35 ps dependent on the excess vibrational energy.  相似文献   

14.
The time-dependent density functional theory (TDDFT) method was carried out to investigate the excited state intramolecular proton transfer (ESIPT) process of 3-hydroxy-2-(pyridin-2-yl)-4H-chromen-4-one (1a). 1a has two tautomeric forms: one is 1a(O), which is induced by intramolecular hydrogen bond O-H?O=C, and the other one is 1a(N), which is caused by intramolecular hydrogen bond O-H?N. From excited state to tautomer excited state coming from ESIPT, the hydroxyl hydrogen breaks away and the dissociated hydrogen adsorbed on pyridinic nitrogen or carbonyl oxygen formed new intramolecular HB and the corresponding bond length and bond angle varied greatly. In comparison, a similar process of proton transfer for 1a(N)H+ protonated 1a(N) from ground state to excited state was obtained. This detailed proton transfer mechanism was provided by molecular orbitals analysis and it may be applied to molecular switch and organic Lewis acid/base. We investigated the excited state proton transfer mechanism of the four molecules through the theoretical method for the first time and gave unambiguous geometry of excited state.  相似文献   

15.
Pyrrole 2-carboxylic acid (PCA) shows dual emission (310 nm and 430 nm) in water on photo-excitation, which indicates that more than one species is in the excited state. This paper reports on the quantum chemical analysis of pyrrole 2-carboxylic acid (PCA) in the light of a possible excited state proton transfer. Dipole moment, excited state energy and findings in molecular orbital calculations (HOMO, LUMO) establish that PCA is a likely candidate for transfer of a proton from the pyrrole moiety to the C=O of carboxylic moiety (possible zwitterionic form) in the excited state. Overall, the computed predicted results of intramolecular and intermolecular excited state proton transfer corroborates the experimental results.  相似文献   

16.
Shen-Yang Su 《中国物理 B》2022,31(3):38202-038202
Based on density functional theory (DFT) and time-dependent density functional theory (TD-DFT), the effects of substituent on the excited-state intramolecular proton transfer (ESIPT) process and photophysical properties of 2-(2'-hydroxyphenyl)-4-chloromethylthiazole (HCT) are studied. The electron-donating group (CH3, OH) and electron-withdrawing group (CF3, CHO) are introduced to analyze the changes of intramolecular H-bond, the frontier molecular orbitals, the absorption/fluorescence spectra, and the energy barrier of ESIPT process. The calculation results indicate that electron-donating group strengthens the intramolecular H-bond in the S1 state, and leads to an easier ESIPT process. The electron-withdrawing group weakens the corresponding H-bond and makes ESIPT process a little harder. Different substituents also affect the photophysical properties of HCT. The electron-withdrawing group (CF3, CHO) has a little effect on electronic spectra. The electron-donating group (CH3, OH) red-shifts both the absorption and fluorescence emission peaks of HCT, respectively, which causes the Stokes shift to increase.  相似文献   

17.
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