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從C組實驗吸收光譜圖(圖4-1)可以得知,未加酸之前的C545T的 吸收波峰在472nm,隨著酸的增加,C545T與更多的酸產生反應,因 此造成C545T的減少,使得C545T吸收波峰減弱。另一方面,隨著酸 的增加,在538nm之處產生一個新的吸收波峰,因此我們可以推論,

此吸收波峰即為新產物的吸收波峰。在0.001%(w/v)C545T加苯磺酸(D 組實驗,圖4-2)方面,亦出現類似的結果,差別僅在於新的吸收波峰 位置在529nm,此差異的原因可能是因加入不同的酸,使溶液的極性 不同所引起。

4-1.2 C545T 濃度的影響

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在C組實驗與D組實驗中,C545T濃度均為0.001% (w/v)。為了觀 察 C545T 的 光 譜 改 變 情 況 , 我 們 設 定 螢 光 光 譜 儀 的 激 發 波 長 為 400nm,量測後得到下圖 4-5、4-6:

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度為0.2%(w/v)時,隨著酸的增加所產生的現象是發光光譜紅位移,

且放光強度大幅的衰減。不論加入的是草酸或苯磺酸,都可觀察到類 似的現象。此原因在於:當酸被加入後,解離帶正電的氫離子,會與 C545T分子上具有未鍵結空軌域的原子產生鍵結,形成新產物。此新 產物在濃度高時彼此碰撞機會增加,容易產生自身淬熄現象,此時會 發生非輻射能量轉移現象,導致放光強度減弱。

觀察C、D兩組的放光光譜圖(圖4-5、圖4-6)可以發現,當C545T 濃度為0.001%(w/v)時,隨著酸的增加所產生的現象是產生了第二個 波峰,且第一個波峰隨著酸的增加而強度減弱。不論加入的是草酸或 苯磺酸,都可觀察到類似的現象。由於C545T的濃度較低,所以形成 的新產物濃度也會比較低,因此不會產生自身淬熄現象。此時處於激 發態的C545T會把一部份的能量轉移給新產物,因此可以看到第二個 波峰的形成。在了解C545T濃度對光譜的影響後,為了避免產生嚴重 的自身淬熄現象,我們選用0.001%(w/v)的C545T,即C、D兩組繼續 討論。

4-1.3 0.001%(w/v)C545T 加酸

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產物濃度太高的時候,會產生自身淬熄現象,所以使強度減小。另外

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4-1.4 能量轉移效率的計算

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C545T 1:15000

nm

intensity

圖 4-9 C 組實驗 1:15000 發光光譜圖

22846,而總發光強度減去C545T的發光強度即為新產物的發光強

入C545T的酸越多時,能量轉移效率隨之降低,其原因在於C545T與 酸作用產生新產物,導致C545T的分子數目減少,因此增加了C545T 與新產物彼此之間的距離。根據Förster和Dexter能量轉移理論,當分 子之間的距離增加時,能量轉移效率會變差,所以可得到此結果。在 以上種種實驗數據中我們可發現,不論加入的是草酸或苯磺酸,所產 生的現象是很類似的,所以我們可以推測此質子化機制適用於不同的 酸。

4-1.5

1

H 液態核磁共振量測結果

為了觀察 C545T 在質子化後的電子雲分佈情況,我們把 C545T 溶於 D-THF 中,分別量測有加 DCl 及沒加 DCl 的差別。下圖 4-10 為 C545T 分子結構圖,用以對照下圖 4-11 及圖 4-12 液態核磁共振的 量測結果。

從圖 4-11 及圖 4-12 中可發現,加了酸之後的 NMR 圖譜確實產 生了變化, 可以證明帶正電荷的氫質子確實與 C545T 分子產生鍵結。

圖 4-10 C545T 分子結構圖

圖 4-11 未加 DCl 之 NMR 量測圖

圖 4-12 加入 DCl 後之 NMR 量測圖

4-2 薄膜部分

在薄膜方面,由於C545T需要加入大量的草酸才能使光譜產生改 變,因此成膜後在ITO玻璃的表面上會出現許多草酸的結晶物。此結 晶物為白色,可用肉眼明顯的看出.這代表酸與C545T材料本身已互相 分離形成相分離的現象,與本實驗的目標不符,故在此不加以探討 C545T加入草酸的薄膜特性。

相反的,C545T只需要加入少量的苯磺酸即可使光譜產生改變,

所以不會出現上述的情況。以下我們就以不同濃度的C545T加入苯磺 酸來探討。

4-2.1 0.01%(w/v)C545T 加苯磺酸

0

500 550 600 650 700

1:0

圖 4-15 0.01%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:1

圖 4-16 0.01%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:5

圖 4-17 0.01%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:20

4-2.2 0.001%(w/v)C545T 加苯磺酸

端相對的則較親於THF,所以當C545T與苯磺酸處於某一特定濃度下

450 500 550 600 650

1:0

圖 4-19 0.001%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:0

圖 4-20 0.001%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:50

圖 4-21 0.001%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:100

圖 4-22 0.001%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:200

圖 4-23 0.001%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:300

圖 4-24 0.001%(w/v)C545T 加苯磺酸薄膜之 1:400

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