基于交聯(lián)膠束表面功能化的模擬光捕獲體系及其性能研究.pdf

1、光合作用是綠色植物，藻類(lèi)和某些細(xì)菌，在可見(jiàn)光的照射下，利用葉綠素或者細(xì)菌的細(xì)胞本身，將CO2和H2O（細(xì)菌為H2S和H2O）轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并釋放出氧氣（細(xì)菌為氫氣）的生化過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是生物界幾乎所有生物賴以生存的關(guān)鍵，也是地球碳氧循環(huán)的重要媒介。所以，研究光合作用的反應(yīng)過(guò)程及作用原理具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。光合作用起始于光的捕獲，模擬光捕獲體系的構(gòu)筑不僅可以幫助我們深入了解光合作用的過(guò)程，為光合作用提供理論基礎(chǔ)，而且在太陽(yáng)能電池，光電材料以

2、及化學(xué)傳感器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。構(gòu)筑高效光捕獲體系的最大挑戰(zhàn)是如何控制染料分子的空間排布，使之能夠進(jìn)行有效的能量傳遞而又不至引起自淬滅的失活。本論文主要工作是采用簡(jiǎn)單易得的表面活性劑和交聯(lián)劑分子，通過(guò)有序的分子自組裝和和高效的點(diǎn)擊化學(xué)相結(jié)合，一鍋反應(yīng)方便的構(gòu)筑了高效的光捕獲體系，避免了繁瑣的合成和分離過(guò)程，詳細(xì)研究了它們的光物理性質(zhì)及工作機(jī)制，取得了一系列有意義的研究結(jié)果：
　　1.設(shè)計(jì)，合成，制備了基于交聯(lián)膠束表面功能化的模

3、擬光捕獲體系。體系中利用含三炔基基團(tuán)的正電性表面活性劑自組裝成膠束納米粒子，利用含雙疊氮基團(tuán)的交聯(lián)劑以1:1的比例在點(diǎn)擊化學(xué)的作用下穩(wěn)固膠束并剩余炔基在膠束表面以供進(jìn)一步修飾，為光捕獲體系的構(gòu)筑作鋪墊。選取能級(jí)匹配的能量給受體，能量給體在點(diǎn)擊化學(xué)的作用下修飾到交聯(lián)膠束的表面，負(fù)電性的能量受體在靜電作用下吸附到交聯(lián)膠束表面，充分利用了分子自組裝的高度有序性與共價(jià)鍵鍵合的穩(wěn)固性。
　　2.以DPA-SCMs/EY為范例，研究基于交聯(lián)膠

4、束表面功能化模擬光捕獲體系的性能。能量傳遞效率高達(dá)92％，且在DPA較高的局域密度下沒(méi)有明顯的自淬滅引起的失活。在光捕獲體系中利用最小二次非線性擬合和絡(luò)合與淬滅的關(guān)系推斷出光捕獲體系能量傳遞的機(jī)制是以能量遷移與能量傳遞兩種途徑進(jìn)行的，且一個(gè)EY分子能夠有效淬滅多個(gè)DPA分子，比例為（48±4）：1。選取負(fù)電性的FS代替EY作為能量受體，作DPA-SCMs/FS體系的性能研究，證明了交聯(lián)膠束表面功能化光捕獲體系的普遍適用性。
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