Влияние межмолекулярных взаимодействий на фотопроцессы замещенных акридина, кумарина и нильского красного в растворах и тонких пленках

• Автор: Селиванов, Никита Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 Литературный обзор

1.1 Общая схема фотопроцессов, происходящих в органических молекулах

1.2 Квантовохимические расчеты методом ЧПДП и оценка констант скоростей фогофизических процессов
1.3 Межмолекуляриые взаимодействия и их влияние на спектральнолюминесцентные свойства молекул

1.4 Оптические химические сенсоры

1.5 Заключение к главе 1

2 Экспериментальное и теоретическое исследование фотопроцессов в молекулах акридина и его замещенных, кумаринов и нильского красного

2.1 Методика эксперимента

2.2 Экспериментальное и теоретическое исследование фотопроцессов в акридине и его замещенных
2.2.1 Спектральнолюминесцентные свойства акридина и его
замещенных в растворах
2.2.2 Квантовохимические исследования фотопроцессов в молекулах
акридина и его замещенных
2.3 Экспериментальное и теоретическое исследование фотопроцессов в молекуле нильского красного
2.3.1 Спектральнолюминесцентные свойства молекулы нильского красного в растворах
2.3.2 Квантовохимические исследования фотопроцессов в молекуле нильского красного
2.4 Экспериментальное и теоретическое исследование фотонроцессов в молекулах кумаринового ряда
2.4.1 Спектральнолюминесцентные свойства кумаринов в растворах
2.4.2 Квантовохимические исследования фотопроцессов в молекулах кумаринов
2.5 Заключение к главе 2
3 Спектральнолюминесцентные свойства молекул в тонких пленках
3.1 Метод синтеза и исследование морфологии зольгель пленок
3.2 Спектральнолюминесцентные свойства молекулы акридина в зольгель пленках
3.3 Спектральнолюминесцентные свойства молекулы нильского красного в золях, зольгель пленках, пленках на основе метилцеллюлозы и
полимеров
3.4 Спектральнолюминесцентные свойства молекул кумаринового ряда в золях и зольгель пленках
3.5 Заключение к главе 3
4 Исследование сенсорных свойств пленок допированных выбранными соединениями
4.1 Методика эксперимента
4.2 Исследование флуоресцентного отклика зольгель пленок с акридином на аммиак
4.3 Исследование сенсорных свойств нильского красного в пленках на основе метилцеллюлозы и полиэдрального силсесквиоксана на пары
ацетона
4.4 Исследование сенсорных свойств зольгель пленок, допированных кумаринами, на аммиак
4.5 Заключение к главе 4
ВЫВОДЫ
Список использованных источников


Технология изготовления полимерных пленок допированных сенсорными молекулами освоена совместно с н. Солодовой Т. Квантовохимических исследования изученных молекул проведены с использованием разработанного профессором Артюховым В. Я. оригинального пакета квантовохимических программ. Интерпретация некоторых результатов этих исследований проведена совместно с Артюховым В. Постановка задачи и обсуждение результатов проведено совместно с научным руководителем к. Самсоновой Л. Флуоресценция низкой интенсивности в области 24 нм, наблюдаемая в зольгель пленках с нильским красным, принадлежит его ассоциированной форме, образованной под влиянием остаточного содержания воды в пленках. Флуоресценция зольгель пленок с кумаринами 3ПИК и К при возбуждении в полосу поглощения нейтральных молекул 0 нм принадлежит анионной и цвиттерионной формам кумаринов, а с 3М ГИК излучению анионной формы. Образование анионных форм обусловлено диссоциацией нейтральных молекул кумаринов по ОН группе под действием воды в состоянии. Цвиггерионная составляющая флуоресценции формируется в результате прямого возбуждения цвитеррионов. Отклик акридина в зольгель пленках на аммиак, заключающийся в падении интенсивности флуоресценции его протонированной формы, возникает за счет большей основности аммиака по сравнению с нейтральной молекулой акридина в состоянии. Остаточная флуоресценция протонированной формы в пленках при высоких концентрациях аммиака обусловлена протонированием акридина в 8 состоянии протонами ОН групп поверхности силикатной матрицы. Флуоресцентный отклик 3МТИК в зольгель пленках на воздействие аммиака обусловлен падением квантового выхода флуоресценции аниона, образованного состоянии, в присутствии иона аммония как противоиона. Результаты диссертации доложены на следующих конференциях VI Региональная школа семинар молодых ученых Современные проблемы физики, технологии и инновационного развития Томск, VI и X Всероссийская научнопрактическая конференция студентов и аспирантов Химия и химическая технология в XXI веке Томск, , XIII симпозиум но межмолекулярным взаимодействиям и конформациям молекул СанктПетербург, Международный симпозиум Молекулярная фотоника СанктПетербург, , VI Международная конференция Электронные процессы в органических материалах Украина, Гурзуф, XVIII Ii i i, i, v, XX Симпозиум Современная химическая физика Туапсе, Международный симпозиум Нанофотоника Украина, Ужгород, V Всероссийская конференция молодых ученных Физика и химия высокоэнергетических систем Томск, IX, X Ii i , , Всероссийская конференция Фотоника органических и гибридных наноструктур Черноголовка, . Рассмотрение вопроса о преобразовании энергии поглощенного фотона в сложных органических молекулах требует уделить внимание процессам, ведущим к понижению электронной энергии возбуждения. Эти процессы могут быть обусловлены как внутри, так и межмолекулярными вза и м одействия м и. По своей природе внутримолекулярные дезактивационные процессы делятся на излучателыгые и безызлучательные. Излучательные процессы называются люминесценцией и в свою очередь делятся на флуоресценцию и фосфоресценцию. Люминесценция, наблюдаемая при переходе между электронными состояниями одинаковой мультиплетности, есть флуоресценция, а между состояниями разной мультиплетности фосфоресценция. Процессы безызлучателыюй дезактивации, это переходы между электронными состояниями не сопровождающиеся испусканием фотонов, при этом избыточная энерг ия частично или полностью переходит в колебательные движения молекул. Безызлучательный переход между состояниями одной мультиплетности называется внутренней конверсией, а между состояниями разной мультиплетности интеркомбинационной интерсистемной конверсией. Все выше названные процессы являются фотофизическими процессами, все они характеризуются наличием двух электронных состояний начального и конечного по отношению к процессу. Также известен тип фотофизических процессов, протекающий в рамках одного электронного состояния, называемый колебательной релаксацией.