离子液体[bmim][BF4]对联苯甲酰光化学反应影响的瞬态吸收光谱

doi:10.3866/PKU.WHXB20110421

物理化学学报 >> 2011, Vol. 27 >> Issue (04): 971-976.doi: 10.3866/PKU.WHXB20110421

离子液体[bmim][BF₄]对联苯甲酰光化学反应影响的瞬态吸收光谱

朱光来¹, 吴国忠², 崔执凤¹, 许新胜¹

1. 安徽师范大学原子与分子物理研究所, 安徽芜湖 241000;
2. 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800

收稿日期:2010-11-01 修回日期:2010-12-20 发布日期:2011-03-29
通讯作者: 朱光来, 吴国忠 E-mail:wuguozhong@sinap.ac.cn; zhglai@mail.ahnu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(20673137, 20903004), 安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2010A145)及安徽师范大学博士启动基金资助

Transient Absorption Spectroscopy of the Effects of the Ionic Liquid [bmim][BF₄] on the Photochemical Reactions of Benzil

ZHU Guang-Lai¹, WU Guo-Zhong², CUI Zhi-Feng¹, XU Xin-Sheng¹

1. Institute of Atomic and Molecular Physics, Anhui Normal University, Wuhu 241000, Anhui Province, P. R. China;
2. Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, P. R. China

Received:2010-11-01 Revised:2010-12-20 Published:2011-03-29
Contact: ZHU Guang-Lai, WU Guo-Zhong E-mail:wuguozhong@sinap.ac.cn; zhglai@mail.ahnu.edu.cn
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20673137, 20903004), Science Foundation of the Education Committee of Anhui Province, China (KJ2010A145) and Scientific Research Starting Foundation for Teachers with Ph.D. in Anhui Normal University, China.

摘要/Abstract

摘要：

利用纳秒级激光光解瞬态吸收光谱研究了联苯甲酰(BZ)在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF₄])与乙腈(MeCN)混合体系中的光化学反应行为. 考察了探针分子BZ存在下[bmim][BF₄]/MeCN比例对体系中化学反应动力学的影响. 实验发现: 在N₂饱和条件下, BZ溶液经激光辐照后产生的激发三线态³BZ^*遵循一级反应动力学规律衰减. 离子液体(IL)相对比例增加对³BZ^*瞬态吸收峰的位置和强度没有产生明显影响. 但离子液体体积分数V_IL的变化对[bmim][BF₄]/MeCN混合溶剂中光诱导电子转移的影响却非常显著, 总体上电子转移产生的自由基的表观生成速率常数k_gr随[bmim][BF₄]的V_IL增大而减小. 在[bmim]BF₄]比例足够大的情况下, ³BZ^*与三乙胺或四甲基对苯二胺之间的电子转移被抑制.

关键词: 室温离子液体, 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐, 联苯甲酰, 激光光解, 光诱导电子转移

Abstract:

Using benzil (BZ) as a probe molecule, the photochemical properties of the ionic liquid (IL) 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([bmim][BF₄]) and its binary mixed solutions with acetonitrile (MeCN) were investigated by nanosecond laser photolysis. We found that the decay of the triplet excited state of benzil (³BZ^*) in a N₂-saturated solution followed mono-exponential kinetics. Along with the increase in the volume fraction (V_IL) of [bmim][BF₄] in the mixed solvents, the absorption peak of ³BZ^* did not change. However, the effect of different V_IL values on the photoinduced electron transfer process in the mixture of [bmim][BF₄]/MeCN was obvious. Moreover, the apparent rate constant (k_gr) of the formed radical decreased obviously with an increase in V_IL. When the ratio of [bmim][BF₄] was sufficiently high, the electron transfer reaction between ³BZ^* and triethylamine or N,N,N′,N′-tetramethyl-p-phenylenediamine was retarded.

Key words: Room temperature ionic liquid, 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, Benzil, Laser photolysis, Photoinduced electron transfer

MSC2000:

O644

朱光来, 吴国忠, 崔执凤, 许新胜. 离子液体[bmim][BF₄]对联苯甲酰光化学反应影响的瞬态吸收光谱[J]. 物理化学学报, 2011, 27(04): 971 -976.

ZHU Guang-Lai, WU Guo-Zhong, CUI Zhi-Feng, XU Xin-Sheng. Transient Absorption Spectroscopy of the Effects of the Ionic Liquid [bmim][BF₄] on the Photochemical Reactions of Benzil[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2011, 27(04): 971 -976.

参考文献

(1) Welton, T. Chem. Rev. 1999, 99, 2071.
(2) Rogers, R. D.; Seddon, K. R. Science 2003, 302, 792.
(3) Dupont, J. J. Braz. Chem. Soc. 2004, 15, 341.
(4) Dupont, J.; de Souza, R. F.; Suarez, P. A. Z. Chem. Rev. 2002, 102, 3667.
(5) Paul, A.; Mandal, P.; Samanta, A. Chem. Phys. Lett. 2005, 402, 375.
(6) Yuan, L. Y.; Peng, J.; Li, J. Q.; Zhai, M. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 981.
[袁立永, 彭静, 李久强, 翟茂林. 物理化学学报, 2010, 26, 981.]
(7) Talaty, E. R.; Raja, S.; Storhaug, V. J.; Dolle, A.; Carper, W. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 13177.
(8) Marcinek, A.; Zielonka, J.; Gebicki, J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9305.
(9) Lopes, J. N. A. C.; Pádua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3330.
(10) Wang, J.; Wang, H.; Zhang, S.; Zhang, H.; Zhao, Y. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6181.
(11) Cheng, L.; Wang, M.; Zhao, P.; Zhu, H.; Zhu, R.; Sun, X.; Yao, S.; Wang, S. Spectrochimica Acta Part A 2009, 73, 268.
(12) Ingram, J. A.; Moog, R. S.; Ito, N.; Biswas, R.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5926.
(13) Wishart, J. F.; Neta, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7261.
(14) Baker, S. N.; Baker, G. A.; Kane, M. A.; Bright, F. V. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9663.
(15) Samanta, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13704.
(16) Grodkowski, J.; Neta, P. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 5468.
(17) Gordon, C. M.; McLean, A. J. Chem. Commun. 2000, 1395.
(18) Michael, R. W. Chem. Rev. 1992, 92, 435.
(19) Lynden-Bell, R. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 10800.
(20) Ito, N.; Arzhantsev, S.; Maroncelli, M. Chem. Phys. Lett. 2004, 396, 83.
(21) Alvaro, M.; Garc?a, H. Chem. Phys. Lett. 2002, 362, 435.
(22) Katoh, R.; Yoshida, Y. Katsumura, Y.; Takahashi, K. J. Phys.Chem. B 2007, 111, 4770.
(23) Marquis, S.; Ferrer, B.; Alvaro, M.; Garc?a, H.; Roth, H. D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14956.
(24) Paul, A.; Samanta, A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 1957.
(25) Nagasawa, Y.; Itoh, T.; Yasuda, M.; Ishibashi, Y.; Ito, S.; Miyasaka, H. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 15758.
(26) Vieira, R. C.; Falvey, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1552.
(27) Mukai, M.; Yamauchi, S.; Hirota, N. J. Phys. Chem. 1992, 96, 3305.
(28) Encinas, M. V.; Scaiano, J. C. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 7740.
(29) Mohapatra, G. K. D.; Bhattacharya, J.; Bandopadhyay, J.; Bera, S. C. J. Photochemistry 1987, 40, 47.
(30) Okutsu, T.; Ooyama, M.; Tani, K. Hiratsuka, H. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 3741.
(31) Zhu, G. L.; Xu, J. J.; Wu, G. Z.; Zhu, H. P.; Long, D. W.; Chen, S. M.; Yao, S. D. Int. J. Mol. Sci. 2006, 7, 590.
(32) Zhu, G. L.; Wu, G. Z.; Sha, M. L.; Long, D. W.; Yao, S. D. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 3079.
(33) Zuo, Z. H.; Yao, S. D.; Luo, J.; Wang, W. F.; Zhang, J. S.; Lin, N. Y. J. Photochem. Photobiol. B- Biol. 1992, 15, 215
(34) Fujita, S.; Steenken, S. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2540.
(35) Lu, C. Y.; Liu, Y. Y. Biochim. Biophys. Acta 2002, 1571, 71.

[1]	杨康,帅骁睿,杨化超,严建华,岑可法. 基于室温离子液体的活化石墨烯粉末超级电容储能性能[J]. 物理化学学报, 2019, 35(7): 755 -765 .
[2]	李海霞,刘艳成,唐睿智,张鹏,马六逵,魏驰原,王文锋. 二氟沙星激发态氧化损伤氨基酸和脱氧鸟苷酸的激光光解研究[J]. 物理化学学报, 2017, 33(5): 1051 -1056 .
[3]	荆鹏飞,刘慧君,张勤,胡胜勇,雷兰林,冯志远. 联苯甲酰桥联β-环糊精吸附U(VI)的动力学和热力学[J]. 物理化学学报, 2016, 32(8): 1933 -1940 .
[4]	朱光来, 王玉, 张良伟, 刘艳成, 吴国忠. 吡啶离子液体[BPy][BF₄]与乙腈混合体系中杜醌的光化学反应动力学[J]. 物理化学学报, 2015, 31(3): 419 -424 .
[5]	李海霞, 周保昌, 刘艳成, 唐睿智, 张鹏, 李景烨, 王文锋. 二氟沙星在中性水溶液中的光化学性质[J]. 物理化学学报, 2014, 30(11): 2134 -2141 .
[6]	周丹红, 李苗苗, 崔俐丽. 用于监控过氧化氮的近红外荧光探针的光物理性质及PET机理[J]. 物理化学学报, 2013, 29(07): 1453 -1460 .
[7]	王丁, 田国才. 甲醇对1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体结构与性质影响的模拟研究[J]. 物理化学学报, 2012, 28(11): 2558 -2566 .
[8]	王凤娇, 周丹红, 左士颖, 曹建芳, 彭孝军. 氟硼二吡咯类pH荧光探针PET光谱特性的理论计算[J]. 物理化学学报, 2012, 28(07): 1645 -1650 .
[9]	梁蕊, 杨美荣, 周庆祥. 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的热稳定性、平衡蒸汽压和标准蒸发焓[J]. 物理化学学报, 2010, 26(06): 1468 -1472 .
[10]	朱慧, 王玫, 程伶俐, 朱融融, 孙晓宇, 姚思德, 吴庆生, 汪世龙. 水杨酸的光电离和光激发机理[J]. 物理化学学报, 2010, 26(01): 87 -93 .
[11]	高云燕;欧植泽;杨国强;王雪松;张智斌;礼嵩明. 苝醌/富勒烯C₆₀超分子与电子给体的电子转移作用[J]. 物理化学学报, 2009, 25(01): 74 -78 .
[12]	张旭志;焦奎. 单壁碳纳米管和室温离子液体胶修饰电极[J]. 物理化学学报, 2008, 24(08): 1439 -1444 .
[13]	孙伟;高瑞芳;王丹丹;焦奎. 血红蛋白在离子液体[BMIM]PF₆碳糊电极上的直接电化学[J]. 物理化学学报, 2007, 23(08): 1247 -1251 .
[14]	房豪杰;董文博;张仁熙;侯惠奇. 水相中•HS的光谱表征及其与氧气的反应研究[J]. 物理化学学报, 2006, 22(06): 761 -763 .
[15]	吴晓萍;刘志平;汪文川. 分子模拟研究气体在室温离子液体中的溶解度[J]. 物理化学学报, 2005, 21(10): 1138 -1142 .

离子液体[bmim][BF₄]对联苯甲酰光化学反应影响的瞬态吸收光谱

Transient Absorption Spectroscopy of the Effects of the Ionic Liquid [bmim][BF₄] on the Photochemical Reactions of Benzil

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 10