[发明专利]氧化剂的制备

说明书

提供制备单线态氧的非辐射性方法，包括：使包含氧气的气体在穿孔的金属制品中间或上面穿过。还描述氧化处理靶标的方法，包括提供金属制品，并使包含氧气的气体在所述制品上面或中间对流朝向所述靶标。

技术领域

本发明涉及单线态氧的非辐射性制备。

背景技术

氧气占空气的约20％，对生命和各种化学反应至关重要。氧分子是双向的，因为其最低的电子状态是三线态(³∑_g^-)状态，其中两个不成对的电子分布在两个最高的被占据的退化轨道中。

在不同能量状态下氧分子轨道的占用如图所示：图1a三线态基态³∑_g^-，图1b最稳定单线态¹Δg和图1c最高能量、短寿命单线态¹∑_g+[1]。

三线态(³O₂)中的氧由于自旋限制而不是非常活跃的，因为大多数其他分子都处于单线态，尽管它将容易与处于双态的自由基反应。然而，分子的激发将导致电子自旋的重新排列和轨道占有率形成两个可能的单线态：¹Δg和¹∑_g⁺(分别为图1b和c)，它们具有高反应性[2]。¹∑_g⁺态氧非常活跃，具有相对较短的寿命，因为它倾向于快速放松到较低的能量¹Δg状态。因此，¹Δg单线态与基态相比仅高出23千卡[3]，是涉及大多数氧反应的状态，其不涉及自由基并是在讨论单线态氧¹O₂(以下称为“单线态氧”)时所提及的状态。

通过吸收光子将孤立的氧分子从基态三线态直接转化为单线态是非常不可能的，因为它是自旋禁止的转变。结果，¹Δg单线态相对长寿命、报告的孤立的¹Δg状态氧的辐射寿命为72分钟，而分离的较高能量¹∑_g⁺氧[3]为11秒。在较高的氧浓度和其他分子的存在下，这些寿命显着缩短。观察到的¹Δg状态氧的寿命范围从含水介质中的气相至微秒数以及其他条件[4，5]。

由于它是高度反应性的氧气，单线态氧(¹O₂)越来越多地用于医疗应用(如癌症治疗)和工业应用(如水处理和诱导化学反应)。

单线态氧可以用各种方法制备；其中最常见的是化学反应。图2证实两种这样的反应，(a)三氧化二氮在水中的分解；(b)过氧化氢与次氯酸钠的反应[6-9]。

单线态氧制备的另一种方法是通过在有机染料(光敏剂)的存在下辐射[3]。在氧气存在下的荧光增感剂通过无辐射路径淬火，其中能量转移到被激发到单线态的氧。

还有其他的物理方法来制备单线态氧，它们在氧气气氛中不像普通使用的那样，如微波[10]和射频放电[11]。

为了在大气中制备单线态氧，通常使用固定化的光敏剂[12]。然而，光敏剂往往随着时间的推移而降解，由于单线态氧的光漂白或其它一些过程而导致光效降低。此外，固定化光敏剂的产率低于未结合分子的产率[13]。结果，基于固定化光敏剂的装置显示降低的产量并具有有限的寿命。

一个目的是在大气和富氧空气中制备短寿命单线态氧。另一个目标是提供利用所制备的单线态氧的方法。

发明概述

在展示的第一方面，提供一种制备单线态氧的非辐射性方法，该方法包括：使包含氧气的气体在穿孔的金属制品中间或上面穿过。

根据另一方面，提供一种氧化处理靶标的方法，该方法包括：

提供金属制品；