Konwersja energii w procesach przeniesienia ładunku

Konwersja energii w procesach przeniesienia ładunku.
Aktualnie prowadzone badania naukowe dotyczą procesów przeniesienia elektronu i/lub energii
zachodzących z udziałem stanów wzbudzonych. Badanymi obiektami są wewnątrzcząsteczkowe
stanu wzbudzone z przeniesieniem ładunku (CT oraz MLCT w przypadku związków
kompleksowych metali przejściowych). Tematyka prowadzonych badań związana jest z:
(i) Poszukiwaniem nowych luminoforów organicznych − wewnątrzcząsteczkowe układy
donorowo-akceptorowe − oraz nieorganicznych − chelaty jonów Ru(II), Os(II), Re(I) Ir(III) −
wraz z charakterystyką ich właściwości chemicznych i fizykochemicznych;
(1) Widma absorbcji oraz emisji monomerycznych (linie ciągłe) and dimerycznych (linie przerywane) pochodnych chinoksaliny
(roztwory w toluenie).
(2) Krzywe woltametrii cyklicznej (drugi skan) zarejestrowane przy szybkości polaryzacji = 50 mV/s dla różnych ilości (0.5, 1 and 1.5 µg)
polimeru C10PFT osadzonego na elektrodzie ITO.
(3) Diagramy ORTEP prezentujące struktury kompleksów Re2(CO)6(salpr)2 (lewy) and Re2(CO)6(salan)2 (prawy).
(ii) Badaniami kinetycznymi procesów generacji i anihilacji stanów wzbudzonych typ CT oraz
MLCT mającymi na celu podanie jednolitego opisu kinetycznego obu klas badanych procesów;
(4) Mechanizm reakcji procesu ECL prowadzącego do populacji wzbudzonych stanów trypletowych 3*A na drodze anihilacji
elektrochemicznie generowanych jonów A− i D+.
(5) Mechanizm procesu wygaszania wzbudzonego stanu trypletowego 3*A zachodzący z przeniesieniem elektronu i generacją
izolowanych jonów A− oraz D+.
3
(6) Kinetyczny schemat procesu odwracalnego przeniesienia energii pomiędzy donorem *D oraz akceptorem A.
(7) Profile zaniku czasowo rozdzielczej emisji kompleksu zarejestrowane dla roztworów Ir(2,4F2-bpi)2(pic) (1×10−4 M w odtlenionym
acetonitrylu) w obecności różnych stężeń naftalenu 0 (1), 3×10−4 (2), 9×10−4 (3), 5×10−3 (4) oraz 7×10−3 (5).
(8) Zależność szybkości przeniesienia energii od energii swobodnej reakcji. Stałe szybkości otrzymane w pomiarach stacjonarnych ()
oraz czasowo-rozdzielczych ( dla procesu 3*D + A → D + 3*A oraz dla procesu 3*A + D → A + 3*D).
(iii) Poszukiwaniami nowych (mogących mieć praktyczne zastosowania) wydajnych układów do
konwersji energii elektrycznej w światło na drodze elektrochemicznie generowanej
chemiluminescencji (elektro-chemiluminescencja – ECL);
(1) intensywna żółto/pomarańczowa emisja kompleksów osmu(II) obserwowana w procesach przeniesienia elektronu pomiędzy
Os(L2L’)+ i Os(L2L’)− lub Os(L2L’)+ i 1-cyjanonaftalen− prekursorami generowanymi elektrochemicznie w roztworach
acetonitryl/dioksan (1:1).
(2) Wzory strukturalne ligandów L oraz kolory (we współrzędnych Commission Internationale de l’E´clairage - CIE) emisji tworzonych
przez nie kompleksów typu L2Ir(acac).
Wybrane publikacje:
(i)
G. Angulo, J. Dobkowski, A. Kapturkiewicz, K. Maciołek, Photophysics and electrochemistry of quinoxaline chromophores decorated
with thiophene or furane subunits. J. Photochem. Photobiol. A, 2010, 213, 101.
G. Angulo, J..Dobkowski, A. Kapturkiewicz, Luminescence properties of diamino-dicyano substituted benzene and 1,4-pyrazine.
J. Photochem. Photobiol. A, 2011, 225, 52.
G. Angulo, A. Kapturkiewicz, A. Palmaerts, L. Lutsen, T. J. Cleij, D. Vanderzande, Cyclic voltammetry studies of n-type polymers
with non-alternant fluoranthene units.
Electrochim. Acta, 2009, 54, 1584.
M. Grzegorczyk, A. Kapturkiewicz, J. Nowacki, A. Trojanowska, Center-symmetric dimeric Re(CO)3+ complexes with Schiff base
derivatives of salicylic aldehyde.
Inorg. Chem. Commun. 2011, 14, 1773.
M. Malińska, J. Nowacki, A. Kapturkiewicz, K. Woźniak, Differences in electron densities of phenoxazine and phenothiazine
derivatives − charge density studies.
RSC Advances, 2012, in press
(ii)
A. Kapturkiewicz, Marcus theory in qualitative and quantitative description of electrochemiluminescence phenomena.
in Advances in Electrochemical Science and Engineering, R.C. Alkire, H. Gerischer, D. Kolb, C. W. Tobias (Eds.), Wiley-VCH,
Weinheim, 1997, Vol. 5, Ch. 1, p. 1.
A. Kapturkiewicz, P. Szrebowaty, G. Angulo, G. Grampp, Electron transfer quenching and electrochemiluminescence comparative
studies of the system containing N-methylpyridinium cations and Ru(2,2’-bipyridine)32+ and Ru(1,10-phenanthroline)32+ complexes.
J. Phys. Chem. A, 2002, 106,1678.
A. Kapturkiewicz, P. Szrebowaty, Electrochemically generated chemiluminescence of the tris(2,2'-bipyridine)-ruthenium(II), tris(1,10phenathroline)ruthenium(II) and tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)ruthenium(II) complexes.
J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002, 3219.
A. Kapturkiewicz, Electron transfer and spin up-conversion processes.
in Electrogenerated Chemiluminescence, A. J. Bard (Ed.), Marcel Dekker, NY, 2004, Ch. 4, p. 163.
J. Solarski, G. Angulo, A. Kapturkiewicz, Time-resolved luminescence investigations of the reversible energy transfer from the
excited 3*MLCT states to organic acceptors - An alternative method for the determination of triplet state energies and lifetimes.
J. Photochem. Phot,obiol. A, 2011, 218, 58.
(iii)
A. Kapturkiewicz, G. Angulo, Extremely efficient electrochemiluminescence systems based on tris(2-phenyl-pyridine)-iridium(III).
Dalton Trans. 2003, 3907.
A. Kapturkiewicz, T.-Ming Chen, I. R. Laskar, J. Nowacki, Electrochemiluminescence studies of the cyclometalated iridium(III)
complexes with substituted 2 phenylbenzothiazole ligands.
Electrochem. Commun. 2004, 6, 827.
A. Kapturkiewicz, J. Nowacki, P. Borowicz, Cyclometalated iridium(III) complexes with 2-phenylbenzimidazole derivatives spectroscopic, electrochemical and electrochemiluminescence studies.
Z. Phys. Chem. 2006, 220, 525.
G. Angulo, A. Kapturkiewicz, S-Y. Chang, Y. Chi, Electrochemiluminescence studies of phosphine chelated osmium(II) complexes.
Inorg. Chem. Commun. 2009, 12, 378.
A. Kapturkiewicz, ECL systems as devices and sensors.
in Electrochemistry of Functional Supramolecular Systems, P. Ceroni, A. Credi, M. Venturi (Eds.), John Wiley & Sons Inc., NY,
2010, Ch. 16, p. 477.