有机溶剂对第三主族元素晶体Rb2Ga（B5O10）·4H2O的荧光性质影响的研究

李飒英

【摘 要】合成了Rb2Ga（B5O10）·4H2O化合物，测定了此化合物在室温下的固体荧光，并探索了化合物在不同有机溶剂中的荧光性质。结果表明溶剂极性对该类化合物发射光谱有着较大的影响。

【关键词】第三主族元素；荧光光谱；溶剂效应

0 引言

生物化学、临床医学、药物化学、环境科学等学科的发展促进了荧光化学传感器的研究与发展[1]。研究化合物分子结构与荧光性质的关系有助于我们更好地对荧光化合物进行结构上的优化以及对其性质进行深入的研究； 开展荧光物质在不同介质中的光谱特性和溶剂效应的影响研究，对于使用荧光物质具有重要的现实意义。溶剂效应可划分为两种类型：一般溶剂效应（ General solvent effects） 和特殊溶剂效应（Special solvent effects）。前者是由溶剂的物理性质引起的，是所有溶剂分子对荧光物质的共同影响的结果，一般以溶剂的折射指数（n）和溶剂的介电常数（E）为考察依据[2-3]， 而后者是由荧光物质与溶剂分子之间的化学作用所产生的，不仅和溶剂的性质有关， 而且和溶质分子结构、取代基等有密切关系， 如氢键作用、质子转移作用等[4-5]。第三主族元素中的硼酸盐作为基质发光材料已成为发光领域的研究热点，但对其在有机溶剂中的发光性能研究相对较少。本文主要论述了Rb2Ga（B5O10）·4H2O化合物在不同有机溶剂中的发光性能，并对其性能进行了比较与讨论。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

荧光分光光度计 （日立）F-7000。

三氧化二镓、碳酸铷 B2O3、氢氧化钡、氟化铵 二甲亚砜、无水甲醇、N，N-二甲基甲酰胺，三氯甲烷、丙酮均为市售分析纯试剂。

1.2 固体样品的制备

分别称取三氧化二镓0.15g，碳酸铷1.5g，B2O30.25g，氢氧化钡1.8g，氟化铵0.05g，H2O5mL置于25mL内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，然后密封反应釜，并将反应釜置于180°C条件下的烘箱内，加热反应7天，然后程序降温2天冷却至室温，用二次水和无水乙醇将产物各洗涤三次，得到粒径为0.1mm到0.3mm左右的无色柱状透明晶体，在室温下将所得晶体晾干，最后将其置于盛有蓝色硅胶干燥剂的干燥器中进行恒重。所合成化合物的晶胞参数与参考文献相符[a]。

1.3 样品溶液的配制

称取一定量的固体化合物， 选取极性不同的二甲亚砜、无水甲醇、N，N-二甲基甲酰胺、三氯甲烷、丙酮五种溶剂， 分别配制成2×10-7g/mL浓度的溶液，待测。

2 结果与讨论

在室温的条件下对化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O 进行了荧光性质的研究，化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O的激发波长为254nm，其发射波长出现在432nm。

我们分别选择了二甲亚砜、无水甲醇、N，N-二甲基甲酰胺，三氯甲烷、丙酮五种溶剂进行比较实验。以254 nm为激发波长，分别测定了它们在二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、无水甲醇、三氯甲烷、丙酮五种溶剂中的荧光发射光谱，分别为330nm、347nm、432nm、434nm、437 nm，如图1所示。实验结果表明溶剂效应对其荧光强度的影响很大， 但是不同化合物的变化规律并不相同；在无水甲醇、三氯甲烷、丙酮这三种溶剂中，发射光谱基本上没有发生改变。而在二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺这两种溶液中，发生了不同程度的蓝移现象。观察到的蓝移现象可能归因于一个高度极化的存在基态[6]。溶液的极性大小分别为CHCl3

3 结论

本实验测定了第三主族元素化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O的荧光光谱，并测定了此化合物在不同溶剂中的荧光性质。实验结果说明不同溶剂对第三主族元素化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O的荧光特性产生了很大的影响。

【参考文献】

[1]Grieser F， Drummond C J. The Physicochemical properties of self-assem bled surfactant aggregates as determined by some molecular spectroscopic probe techn iques [J]. J Phys Chem， 1988，92（3）：5580-5581.

[2]Kohler G J. Sovlent Effects on the Fluorescence Properties of Anilines[J]. J Photo chem， 1987，38（2）：217）238.

[3]Wells C F， Salam M A. The Effect of pH on the Kinetics of the Reaction of Iron （II） with Hydrogen Perox ide in Perchorate Media [J]. J Chem Soc A， 1968（1）： 24-33.

[4]Birk J B. Photophysics of Arom aticmolecules[M]. New York： Wiley Interscience Press， 1970.

[5]Cundall R B， Jones M W. Photochemistry [M]. London： The Royal Society of Chemistry Press， 1981：124-129.

[6]S. Dhar， D.K. Rana， S.S. Roy， S. Roy， S. Bhattacharya， S.C. Bhattacharya， Effect of solvent environment on the photophysics of a newly synthesized bioactive 7-oxy（5-selenocyanato-pentyl）-2H-1-benzopyran-2-one[J]. J. Lumin，2012，132：957-964.

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