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，藻類和某些細(xì)菌，在可見光的照射下，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)化為有機物并釋放出氧氣（細(xì)菌為氫氣）的生化過程。這個過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)過程及作用原理具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。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程，為光合作用提供理論基礎(chǔ)，而且在太陽能電池，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單易得的表面活性劑和交聯(lián)劑分子，通過有序的分子自組裝和和高效的點擊化學(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程，詳細(xì)研究了它們的光物理性質(zhì)及工作機制，取得了一系列有意義的研究結(jié)果：
　　1.設(shè)計，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，利用含雙疊氮基團的交聯(lián)劑以1:1的比例在點擊化學(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。選取能級匹配的能量給受體，能量給體在點擊化學(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制是以能量遷移與能量傳遞兩種途徑進(jìn)行的，且一個EY分子能夠有效淬滅多個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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