田林 周中山 薛文勝

摘 要： 熒光量子效率是表示物質(zhì)熒光性質(zhì)的重要參數(shù)，它可以衡量一個(gè)化合物將吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊晒獾哪芰?。吖啶酮類化合物分子含有大環(huán)共軛體系，一般具有較強(qiáng)的熒光性能，被廣泛應(yīng)用于合成熒光試劑。本文擬利用紫外可見分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)測(cè)量幾種吖啶酮類衍生物在乙醇溶液中的熒光發(fā)射光譜，從而計(jì)算熒光量子效率，對(duì)幾種吖啶酮類衍生物的熒光性能進(jìn)行初步判斷，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的已測(cè)得的部分化合物的熒光量子數(shù)值進(jìn)行比較，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞： 熒光量子效率 吖啶酮衍生物 熒光分光光度計(jì)

因?yàn)檫灌ね惢衔锓肿觾?nèi)含有大π共軛結(jié)構(gòu)，具有剛性平面結(jié)構(gòu)，同時(shí)分子兩端分別連有推電子基團(tuán)（N-R）和吸電子基團(tuán)（C=O），所以很容易發(fā)生分子內(nèi)的電子轉(zhuǎn)移，具有較強(qiáng)的熒光發(fā)射能力。另外，這種化合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于合成，而且具有很好的光穩(wěn)定性，是優(yōu)良的光敏引發(fā)劑，在熒光分析方面廣泛用做熒光標(biāo)記物或化學(xué)傳感器。

但是實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中很少將吖啶酮類衍生物直接用于發(fā)光物質(zhì)，同時(shí)對(duì)于吖啶酮熒光量子效率的報(bào)道很少。本文擬通過測(cè)定吖啶酮及其衍生物的熒光量子效率找到一種可靠的測(cè)量方法，為以后測(cè)量此類化合物的熒光量子效率奠定基礎(chǔ)。

本文采用慈云祥等提出的進(jìn)一步簡(jiǎn)化測(cè)量熒光量子效率的方法。其原理為：先測(cè)量待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸收曲線，選擇待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)作為激發(fā)待測(cè)物和標(biāo)準(zhǔn)物的波長(zhǎng)。這樣激發(fā)光強(qiáng)度I和吸光度A可以從計(jì)算公式中削去，則有：

Φx=（nx/nstd）2×（Fx/Fstd）×Φstd公式1

即可直接采用熒光峰高之比即可，使用這種方法又減少了待測(cè)物和標(biāo)準(zhǔn)物吸光度兩個(gè)可能引入誤差的因素。但使用該方法需注意兩個(gè)問題：

其一，待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收曲線的交點(diǎn)可能有多個(gè)，為避免交點(diǎn)處波長(zhǎng)讀數(shù)誤差較大，應(yīng)盡量選擇曲線平滑處交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)作為激發(fā)波長(zhǎng)。另外，還要求交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)吸光度值A(chǔ)≦0.05（或0.10）。

其二，因?yàn)闊晒饬孔有实臏y(cè)量值隨激發(fā)波長(zhǎng)的變化很小，所以可以基本認(rèn)為兩者無關(guān)。另外，在考慮測(cè)量熒光光譜過程中，燈電流的穩(wěn)定性，激發(fā)波長(zhǎng)應(yīng)盡量選在300至400nm之間。

在遵循上述原則的前提下我們分別測(cè)量吖啶酮及其衍生物的紫外吸收光譜和以吸收交點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為激發(fā)波長(zhǎng)的熒光光譜圖，然后根據(jù)公式1計(jì)算出吖啶酮及其三種衍生物的熒光量子效率，根據(jù)紫外吸收光譜選擇吖啶酮、10-乙基吖啶酮、10-苯基吖啶酮、10-芐基吖啶酮的熒光發(fā)射波長(zhǎng)為349nm、343nm、344nm、345nm，在此條件下譜乙醇有溶劑效應(yīng)，在計(jì)算吖啶酮類衍生物的有效峰高時(shí)應(yīng)該扣除，另外0.1N硫酸溶液的溶劑效應(yīng)極小，可以忽略不計(jì)。由于溶液極稀，計(jì)算中折射率均使用溶劑的折射率。硫酸奎寧的0.1N硫酸溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品的折射率nstd=1.3342，Φstd=0.55，98%乙醇的折射率為1.3611，根據(jù)公式1計(jì)算吖啶酮及其衍生物的熒光量子效率，計(jì)算結(jié)果如表1：

因?yàn)橛嘘P(guān)吖啶酮類衍生物熒光量子效率的報(bào)道較少，所以根據(jù)表2結(jié)果僅能說明實(shí)驗(yàn)所使用的測(cè)定方法與儀器比較準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)具有良好的重現(xiàn)性，說明此方法可以作為測(cè)量吖啶酮類衍生物的熒光量子效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋化燦，季鳳英，宋繼國(guó)等.吖啶類衍生物的熒光性質(zhì)[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2002，21（2）：42-44.

[2]嚴(yán)正權(quán)，劉傳芳.吖啶類化合物化學(xué)發(fā)光機(jī)理的研究和應(yīng)用[J].安徽化工，2005，（4）：5-7.

[3]慈云祥，賈欣.熒光量子產(chǎn)率的簡(jiǎn)化測(cè)量方法[J].分析化學(xué)，1986，14，（8）：616-617.

[4]劉卉潔，劉繼芳，賀俊芳等.一種新型高分子聚合物TPA20的熒光量子效率[J].電子科技，2009，22，（5）：72-74.

[5]譚頌德，陳文華，宋繼國(guó)等.吖啶酮類衍生物的光電性質(zhì)研究[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2005，24，（4）：39-41.