秦朝朝， 刘 华， 周忠坡*

1. 河南师范大学物理学院, 河南 新乡 453007 2. 河南省红外材料光谱测量与应用重点实验室, 河南 新乡 453007

引 言

质子转移通常是指分子内羟基团的质子向邻近的羰基团转移的过程， 可应用于有机发光二极管[1-3]和荧光探针[4-5]等领域。 茜素， 即1,2-二羟基蒽醌(1,2-dihydroxyanthraquinone， 1,2-DHAQ)是一种蒽醌衍生物， 具有超快质子转移过程， 常用作染料敏化太阳能电池的光敏剂[6]。

近年来， 随着飞秒激光的出现和时间分辨光谱学的建立， 直接测量质子转移的超快动力学过程逐渐成为一种可能[7]， 茜素的质子转移机理被广泛研究[8-10]。 Jen等使用飞秒瞬态吸收光谱技术对溶解在二甲亚枫溶液中的1,2-DHAQ进行了研究， 使用的泵浦光的波长为403 nm； 研究结果认为茜素互变异构体构型(1,10-酮)的振动弛豫时间和寿命分别为1.1皮秒(picoseconds, ps)和83.3 ps， 但是由于强吸收和辐射信号的重叠， 并未从瞬态吸收结果中获得茜素正常构型(9,10-酮)的质子转移和振动弛豫组分[9]。 Lee等使用飞秒瞬态吸收光谱技术对溶解在乙醇中的1,2-DHAQ进行了研究， 得出了1,10-酮的振动弛豫时间和寿命分别为8.3和87 ps， 且9,10-酮向1,10-酮内转化的动力学成分为0.35 ps， 但是在1,10-酮的吸收带中没有观察到相同时间常数的增加成分[10]。 精确测量质子转移的具体过程及其振动弛豫的时间， 现在依然是相关物理和化学领域中极具挑战的热点。

利用飞秒瞬态吸收光谱技术研究了1,2-DHAQ在370 nm激发波长下的超快动力学过程。 发现1,2-DHAQ的基态漂白信号位于430 nm处。 9,10-酮由质子转移过程产生的衰减时间常数是110.2飞秒(femtoseconds, fs)， 1,10-酮由质子转移过程产生的增加时间常数是110.2 fs， 振动弛豫时间是30.7 ps。……