由图3-2可知,空白微乳在355nm处的吸收很弱,相比于ATRA可以忽略,因此,当355nm激光脉冲激发样品时,激光能量主要被ATRA吸收。
氮气饱和后,pH=7.4的ATRA微乳体系经355nm激光闪光光解作用后,分别在420nm,590nm和620~760nm波长区域出现三个特征吸收峰,在350nm处出现一个强的光漂白现象(图3-4)。350nm处是ATRA基态的吸收波段,该处发生光漂白说明ATRA被消耗,发生了光反应[124]。
图3-4 在pH=7.4和N2饱和的条件下,355nm激光闪光光解ATRA(0.06mM)微乳体系所得到的在0.1μs,0.5μs,3μs和8μs时刻的瞬态吸收谱图
620~760nm处是一个较宽的连续吸收带,与水合电子)的特征吸收很相似,且经清除剂O2和N2O饱和后,该处吸收消失(图3-5)。的最大吸收在720nm附近,而本实验中720nm处的动力学衰减过程在O2和N2O作用下明显加快,几乎消失(图3-6A),因此可以判断620~760nm的吸收应归属于的吸收[125]。的出现是光电离发生的直接证据,说明在355nm激光激发下,ATRA发生了光电离。
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图3-5 在pH=7.4的条件下,355nm激光闪光光解分别经N2饱和(),N2O饱和()和O2饱和()的ATRA(0.06mM)微乳体系后在0.5μs的瞬态吸收谱图。插图:590nm的动力学衰减曲线在N2,O2和N2O饱和条件下的比较
590nm处的吸收峰的强度和动力学衰减几乎不受O2或者N2O的影响(图3-5插图),因此,590nm处的吸收峰应归属于ATRA阳离子自由基(ATRA·+)的吸收峰。比较三种气氛下420nm处的动力学衰减曲线可以发现(图3-6B),在N2条件下,420nm处的动力学衰减有一个快速生成过程,N2O加叔丁醇能够清除生成过程,说明该处所对应的瞬态产物应该是的次级反应产物。ATRA能够与发生反应生成阴离子自由基(ATRA·-,其λmax在甲醇中为480nm,在环己烷中为510nm),ATRA·-能够衰减生成一种长寿命瞬态物质(甲醇中λmax为420nm),其衰减速度随着溶剂质子化能力的增加而增加[69,78]。本实验的反应体系是水包油的微乳体系,水是主要组分,它比甲醇的质子化能力强,因此,微乳中ATRA·-的衰减反应比甲醇体系中快,这也就解释了为什么我们无法直接观察到ATRA·-的瞬态吸收。而420nm处的生成过程很可能是ATRA·-衰减生成产物的过程。
图3-6 在pH=7.4的条件下,355nm激光闪光光解分别经N2,N2O和O2饱和的ATRA(0.06mM)微乳体系所得到的在720nm(a)和420nm(b)处的动力学衰减曲线
在N2O加叔丁醇的条件下,依然存在某种瞬态产物的衰减过程,但是,O2能够明显加快这一瞬态产物的衰减速度,由于O2不仅是清除剂,也是三重激发态猝灭剂,因此可以断定,420nm处的瞬态吸收也包含ATRA三重激发态(3 ATRA*)的吸收,说明ATRA在本实验条件下也发生了光激发反应生成了3 ATRA*。事实上,在甲醇体系中,347nm激光激发造成ATRA光电离的同时,也会引起ATRA发生光激发现象,生成3 ATRA*(λmax≈440nm),所不同的是,在甲醇体系中,3 ATRA*的瞬态吸收强度远大于ATRA·+在590nm处的吸收[69],而在微乳液中则恰恰相反,说明在微乳液中,ATRA更倾向于发生光电离反应。
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