拟以光谱方法(共振拉曼散射、光吸收、稳态和瞬态荧光等)为主要实验手段,结合量子化学计算和统计物理模型,研究在表面活性剂微囊、胶束、高分子溶液、固液界面等软凝聚态和复杂介质条件下分子间和分子内光诱导电子转移的结构重组。对于存在电荷转移光跃迁的体系,用共振拉曼强度时间域理论,结合简正振动分析,给出电荷分离态相对基态的键长、键角变化参数,以及溶剂(介质)重组能、非均匀增宽等信息;利用电荷转移复合物的反对称极化率性质和退偏比的变化,研究其基态和电荷转移激发态的结构。研究和探索光诱导次级电子转移过程中分子结构重组的光谱研究方法。探讨借助SERS电荷转移增强机理研究表面光诱导电荷转移的可能。考察电子转移领域已建立理论在软凝聚态和复杂介质条件下的适用性、发展有关理论。研究软凝聚态和复杂介质条件下光诱导电子转移的结构重组,对于人工模拟光合作用、光驱动分子器件、有机半导体/导体材料等相关领域有重要意义。
软凝聚态和复杂介质条件下光诱导电子转移在化学、材料和生命科学中有重要意义。项目组以共振拉曼散射、吸收和荧光光谱等方法为实验手段,结合量子化学计算和理论分析,研究了若干分子间和分子内电子转移体系的结构和性质,并对基于反对称极化率的光谱新方法进行了探索。1)用紫外共振拉曼实验结合其强度分析和退偏比计算研究了联萘酚的分子内激发态电子转移,揭示CO基到萘酚环的激发态电子转移使共振拉曼中C-O伸缩振动显著增强;2)对若干典型分子间电荷转移复合物的结构、光谱和相互作用能进行了深入研究,理论分析了电荷转移光谱的产生机理;3)对卟啉及其聚集体的共振拉曼光谱进行了系统研究,揭示其基态和激发态结构以及电子转移相应的光谱变化规律。结果表明取代基与卟啉环的电子共轭和分子内电子转移使取代基的CC键伸缩振动带明显增强;4)对固-液界面的电子转移和分子间作用进行了理论计算研究;5)推进了电子转移诱导的反对称拉曼散射研究,从理论上揭示了反对称共振振动拉曼光谱和双共振合频振动谱的联系。上述研究不仅加深了对有关体系结构、光谱和电子转移性质的认识,而且对其在有机光功能材料等领域的实际应用有重要参考价值。