光敏化反应生成单线态氧的电子耦合计算及共分子轨道重叠描述

摘要

三重态融合反应又称三重态-三重态湮灭反应,近年来被广泛应用于光催化、太阳能电池和生物成像等前沿领域.在光敏化生成单线态氧的反应中,三重态激发的光敏剂分子通过三重态融合反应将激发态能量传递给基态氧分子^(3)O_(2),生成单重态的激发氧分子即单线态氧.本文以6-aza-2-thiothymine为光敏剂,通过量子化学计算得到该反应的非绝热耦合强度,然后通过分子间运动下的积分转换,得到反应的透热电子耦合强度.最后使用光敏剂分子和O_(2)的前线分子轨道计算轨道重叠强度,对量子化学计算得到的电子耦合值进行拟合,验证三重态融合反应的分子轨道重叠描述.结果表明,分子轨道重叠可以较好地描述不同间距下光敏剂-O_(2)三线态融合反应的电子耦合强度分布,为预测三重态融合反应电子耦合提供了一种简便而有效的新方法.