一种基于单线态裂分材料敏化产生单线态氧的方法技术

技术编号：40067283 阅读：9 留言：0更新日期：2024-01-16 23:37

本发明专利技术公开了一种基于单线态裂分材料敏化产生单线态氧的方法。为了实现单线态氧(<supgt;1</supgt;O<subgt;2</subgt;)的广泛应用，开发高效的无重金属光敏剂是当务之急，但这项工作仍面临着巨大挑战。单线态裂分(SF)能够将一个单重态激子分裂为两个三重态激子，使得最大三重态产率达到200％，并将其用于敏化单线态氧当中。本文制备了一种产率高(～164％)、长寿命三联体(>300μs)的无金属并四苯二聚体，并用于生成单线态氧。值得注意的是，与现有的基于系间窜越(ISC)的传统光敏剂相比，单线态氧产率达到了前所未有的～140％，是目前报道的最高值。因此，基于单线态裂分的光敏剂的光氧化活性明显优于基于系间窜越的传统光敏剂。这是第一个利用单线态裂分产生的两个三重态来生成单线态氧的例子。该工作不仅为生成和提高单线态氧提供了一种策略，而且为单线态裂分的应用开辟了一个新的领域。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源材料领域，具体涉及一种基于单线态裂分材料敏化产生单线态氧的方法。

技术介绍

1、单线态氧(1o2)作为主要的活性氧，由于其高效且具有选择性的氧化能力，已被广泛应用于光动力疗法(pdt)和光驱动合成重要化学中间体。迄今为止，高效的1o2生成光敏剂主要包括金属配合物(如卟啉、酞菁、聚吡啶等)、bodipy及其衍生物。这些光敏剂在光激发下通过ⅱ型光敏机制产生1o2。主要过程为：基态的光敏剂受光激发生成单重态，随后经过系间窜越(isc)得到三重态，然后利用三重态-三重态能量转移(ttet)直接将三重态能量转移给o2，产生1o2。从1o2的产生机理中，我们可以得出结论，光敏剂的isc效率对于1o2的生成至关重要。当然，为了实现高效的扩散控制ttet过程，敏化剂应具有长寿命的三重态。此外，用于生成1o2的敏化剂的三重态能量应高于0.98ev，这可以保证敏化剂对o2的高效ttet。因为理论上isc的最大效率为100％，而由于1o2生成过程存在一定的能量损失，传统光敏剂的实际1o2的量子产率通常远低于100％，这可能导致其应用存在一定的局限性。

2、此外，传统的光敏剂往往采用引入重金属的方式来提高敏化效率，而这一举措显然会导致光敏剂分子毒性的显著增强。

3、单重态裂变(sf)是一个单重态激子分裂为两个三重态激子的多激子倍增过程。理论上可以实现三重态量子产率由系间窜越中的100％最高提升至200％。如果两个形成的三线态激子都用来使o2敏化产生1o2，则理论上最大的1o2产率为原有基础的两倍。