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在電子轉(zhuǎn)移與能量轉(zhuǎn)移過程中,質(zhì)子的參與能夠重塑化學(xué)體系的勢(shì)能面,進(jìn)而對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生根本性影響。近年來,科學(xué)家們?cè)谟袡C(jī)分子體系中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子耦合單線態(tài)能量轉(zhuǎn)移機(jī)制。與單線態(tài)能量轉(zhuǎn)移相比,三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移因具備獨(dú)特的化學(xué)反應(yīng)活性,在光化學(xué)和能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。然而,學(xué)界對(duì)質(zhì)子參與的三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移過程尚不明晰。
近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種質(zhì)子穿梭輔助三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移的新機(jī)制,該機(jī)制可有效提升三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移的速率和效率。
研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了低毒性藍(lán)光硒化鋅(ZnSe)量子點(diǎn)與苯酚—吡啶二分體的雜化體系,借助超快光譜和動(dòng)力學(xué)同位素實(shí)驗(yàn),揭示了從量子點(diǎn)到分子的質(zhì)子穿梭輔助三線態(tài)傳能新機(jī)制。該機(jī)制具體過程如下:ZnSe量子點(diǎn)經(jīng)光激發(fā)后,空穴從量子點(diǎn)轉(zhuǎn)移至苯酚分子,同時(shí)質(zhì)子從苯酚的氧原子轉(zhuǎn)移至吡啶的氮原子,形成苯酚氧自由基和吡啶 |