Фотосенсибилизированный синглетный кислород и кислородные комплексы в возникновении и изменении пространственно-неоднородной люминесценции в растворах антрахинона

Abstract

Основное содержание исследования составляет анализ процессов, приводящих к неоднородной по пространству и времени люминесценции (к так называемым люминесцирующим пространственно-временным структурам), наблюдаемой в видимой области (λmax= 490 нм) при ультрафиолетовом (УФ) облучении антрахинона в насыщенных кислородом растворах и в полимерных матрицах. Экспериментально регистрируемая люминесценция приписывается фотопродукту: кетильному радикалу антрахинона, чья концентрация в ходе инициируемых УФ излучением фотохимических реакций периодически возрастает и убывает в различных и разрозненных точках реакционного пространства. В работе обоснована значимость реакции тушения триплетных состояний молекул антрахинона кислородом О2( 3Σg-), обсуждена возможность генерации синглетного кислорода O2(1Δg) на больших расстояниях от реакционного центра вследствие переноса электронно-колебательного возбуждения на молекулу растворителя и подчеркнута существенная роль сенсибилизированного синглетного кислорода в перераспределении концентраций реагентов и фотопродуктов. Предложена модель возникновения и развития пространственно-неоднородной люминесценции растворов антрахинона, включающая фотосенсибилизированное образование синглетного кислорода и диффузию кислородных комплексов с молекулами растворителя. Главное достоинство предлагаемой модели, учитывающей возникновение и присутствие именно синглетного кислорода O2(1Δg), — возможность не только объяснить экспериментально наблюдаемые эффекты возникновения и развития пространственно-временных структур, но и предсказать условия изменения, характер поведения начальной стадии их развития и конечный результат. Обсуждаемая в работе зависимость феномена от концентрации растворенного кислорода может найти применение в сенсорных приложениях.