项目名称: 基于柱芳烃主客体相互作用的光捕获体系的构筑及性能研究

项目编号: No.21472202

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 杨清正

作者单位: 北京师范大学

项目金额: 90万元

中文摘要: 光捕获体系中天线染料分子对光子的捕获是生物将太阳能高效转化为化学能的基础,如何实现高效的光捕获始终是人工模拟光合作用研究中的核心问题之一。 构筑高效光捕获体系的最大挑战在于使染料分子相互靠近并有一定取向,从而有效地发生能量传递,同时染料分子间要保持一定的距离以免自猝灭引起的失活。本项目拟通过主客体相互作用构筑基于柱芳烃超分子聚合物的高效光捕获体系,即以二柱芳烃或带有两个四重氢键基团的柱芳烃为主体分子,与带有双客体基团的染料分子进行组装,使染料分子有序排列,相互靠近,增强能量传递效率,利用主客体复合物中较大的柱芳烃基团阻止染料分子过度靠近,避免相邻染料分子的相互作用引起的激发态自猝灭失活,从而得到高效光捕获体系,系统研究该体系的能量传递和光捕获性能及影响因素。

中文关键词: 柱芳烃;主客体化学;超分子组装;能量传递;光捕获体系

英文摘要: In the natural photosynthetic centers of bacteria and plants, antenna chromophores absorb solar light and transfer the excitation energy to the reaction center via highly efficient singlet-singlet energy transfer. In addition to its important role in photosynthesis, efficient transfer of energy from multiple chromophores to a single acceptor is of potential significance to solar cells, photocatalysts, optical sensors and light-emitting devices. For these reasons, there has been a great deal of interests in mimicking the natural light-harvesting process. Although impressive results have been obtained with a variety of scaffolds, it's still a challenge to separate the chromophores to aviod the self-quenching. Herein, we propose to construct highly efficient supramolecular polymer based light-harvesting systems via host-guest interactions. The self-assembly via host-guest interaction of bis-pillar[n]arenes or pillar[n]arene containing two quadruple hydrogen-bonding units with chromophores containing two guest groups to afford light-harvesting system. In such light-harvesting systems, the chromophores will be organized in the range of the occurance of energy transfer with appreciative order through the self-assembly, and the big size of pillar[n]arene moieties in the host-guest complexes could separate the chromophores to minimized self-quenching. The energy transfer properties of the new systems will be explored.

英文关键词: Pillar[n]arene;Host guest chemistry;Supramolecular assembly;Energy transfer;Light-harvesting system

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