荧光光谱法和磷光光谱法（六）

氯化癸基二甲基苯基铵的荧光临界胶束浓度(CMC)为3.7×10^-4mol／L。通常表面活性剂浓度在CMC以上才能观测到增敏效应。光谱光谱改变氯化癸基二甲基苯基铵的法和法浓度，测定荧光强度的磷光变化，可以反过来测定表面活性剂的荧光CMC。

表15.1列出了Zn(Ⅱ)-Qs配合物在有无氯化癸基二甲基苯基铵存在下的光谱光谱荧光量子产率。

在利用8-羟基喹啉-5-磺酸进行荧光光度定量分析时，法和法根据生成水溶性金属配合物的磷光pH值或各配合物荧光寿命的差异，可以对轻合金中的荧光Al，Mg，光谱光谱Zn，法和法Al-Ga体系，磷光Al-In体系混合样品中的荧光多组分进行同时定量。

3、光谱光谱仪器与试剂

仪器：荧光分光光度计(激发波长365nm，法和法发射波长，526nm)，1cm荧光池，容量瓶(100mL 4个，50 mL 10个)，移液管(1mL 2个，2mL 1个，5mL 2个)，刻度移液管(2mL 1个)。

试剂：硫酸锌(ZnSO₄·7H₂O)，8-羟基喹啉-5-磺酸，氯化癸基二甲基苯基铵二水合物(C₁₀H₂₁C₆H₅N⁺(CH₃)₂Cl^一·2H₂O)，浓盐酸，1mol／L醋酸铵水溶液。所用试剂均为分析纯。

4、实验内容与步骤

(1)准确称取O.088g硫酸锌，用移液管移取1.0mL浓盐酸，用水稀释定容至100mL。将此溶液用水稀释100倍，配制2.Oμg／mL的锌标准溶液100mL。

(2)准确称取0.O050g 8-羟基喹啉-5-磺酸，用水稀释定容至100mL配制2.0×10^-4mol／L 8-羟基喹啉-5-磺酸水溶液。

(3)称取O.20g氯化癸基二甲基苯基铵，用水稀释定容至100mL。配制5.O×10^-3mol/L氯化癸基二甲基苯基铵水溶液。

(4)用刻度移液管分别移取锌标准溶液0.O，O.5，1.0，1.5，2.OmL，分别移人50mL容量瓶内，加入2.O×10^-3m01／L 8-羟基喹啉-5-磺酸水溶液2.0mL，1mol／L醋酸铵水溶液5.OmL，5.O×lO^-3mol／L氯化癸基二甲基苯基铵水溶液5.OmL，用水稀释定容至50mL，分别测定荧光强度。

(5)同样操作，不加氯化癸基二甲基苯基铵水溶液，分别测定荧光强度。以空白样品(加入锌标准溶液O.OmL)的荧光强度为0，含5.0×10^-3 mol／L氯化癸基二甲基苯基铵水溶液2.0mI。溶液的荧光强度为100，计算各溶液的相对荧光强度。

5、注意事项

溶液配制应严格按操作步骤进行。忌省略稀释步骤直接移取浓溶液的做法，否则实验误差大，定量结果可靠性降低。由于荧光池数量有限，测定时应集中同一种溶液并且遵循由稀至浓的顺序进行测定。每次测定前需要用少量待测溶液冲洗荧光池3次。操作表面活性剂溶液时应注意尽量减少泡沫。

6、数据处理

绘制并比较有无氯化癸基二甲基苯基铵存在时荧光强度对锌浓度作图的关系曲线，确定阳离子表面活性剂存在下的荧光增敏程度。

十、利用Stern-V0lmer方程测定光诱导电子转移反应速率常数

1、实验目的

利用Stern-Volmer方程测定芘与1，4-二氰基苯的光诱导电子转移反应的速率常数。

2、实验原理

利用共存物质对激发态分子的荧光猝灭反应可以进行定量分析或可以测定激发态反应的速率常数。其基础就是Stern-V0lmer方程。共存猝灭剂以Q表示，荧光物质以S表示，其量子产率用φ₁表示，则猝灭反应的速率常数k_q。由下式确定：

φ_f=k_f／(k_f + k_d + k_isc + k_q[Q]) (15．11)

无猝灭剂存在及有猝灭剂存在时荧光物质S的量子产率之比为

φ⁰_fφ_f=(k_f + k_d + k_isc + k_q[Q])/( k_f + k_d + k_isc)=1+ k_Qτ（Q） (15.12)

若荧光光谱的形状与Q存在与否无关，上式还可以S的荧光最大发射波长下的荧光强度表示(I₀和I分别表示无猝灭剂存在及有猝灭剂存在时的荧光强度)：

I₀/I=1+ k_Qτ（Q） (15.13)

式(15.12)和式(15.13)称为Stern-Volmer方程。改变猝灭剂Q的浓度[Q]，测定体系的荧光强度，以I₀／I对[Q]作图，可以得到截距为1的直线，其斜率为k_Qτ，称为Stern-Volmer常数。若荧光寿命τ已知，就可以得到猝灭速率常数K_Q。或者，Stern-Volmer常数已知或测定了I₀／I对[Q]的工作曲线，可以求得猝灭剂的浓度。

本实验测定下列反应的速率常数：

Py+DCNB→Py^*+DCNB→Py⁺+DCNB^-

乙腈中电子给体芘(Py)与电子受体1，4-二氰基苯(DCNB)间会发生如上所示的光诱导电子转移反应(Py^*表示激发单线态的芘)，已知在乙腈中，室温、除氧条件下Py的荧光寿命为τ=300ns。

3、仪器与试剂

仪器：荧光分光光度计，容量瓶(10mL 6个，25mL 2个)，1cm具塞荧光池6个，移液管，刻度移液管。

试剂：芘(Py，于乙醇中重结晶后，真空升华纯化后使用)，1，4-二氰基苯(DCNB，于乙醇中重结晶纯化后使用)，乙腈(荧光测定用溶剂，或按常法纯化后使用)。

参考资料：现代仪器分析实验与技术