有機溶劑對第三主族元素晶體Rb2Ga（B5O10）·4H2O的熒光性質影響的研究

李颯英

【摘 要】合成了Rb2Ga（B5O10）·4H2O化合物，測定了此化合物在室溫下的固體熒光，并探索了化合物在不同有機溶劑中的熒光性質。結果表明溶劑極性對該類化合物發射光譜有著較大的影響。

【關鍵詞】第三主族元素；熒光光譜；溶劑效應

0 引言

生物化學、臨床醫學、藥物化學、環境科學等學科的發展促進了熒光化學傳感器的研究與發展[1]。研究化合物分子結構與熒光性質的關系有助于我們更好地對熒光化合物進行結構上的優化以及對其性質進行深入的研究； 開展熒光物質在不同介質中的光譜特性和溶劑效應的影響研究，對于使用熒光物質具有重要的現實意義。溶劑效應可劃分為兩種類型：一般溶劑效應（ General solvent effects） 和特殊溶劑效應（Special solvent effects）。前者是由溶劑的物理性質引起的，是所有溶劑分子對熒光物質的共同影響的結果，一般以溶劑的折射指數（n）和溶劑的介電常數（E）為考察依據[2-3]， 而后者是由熒光物質與溶劑分子之間的化學作用所產生的，不僅和溶劑的性質有關， 而且和溶質分子結構、取代基等有密切關系， 如氫鍵作用、質子轉移作用等[4-5]。第三主族元素中的硼酸鹽作為基質發光材料已成為發光領域的研究熱點，但對其在有機溶劑中的發光性能研究相對較少。本文主要論述了Rb2Ga（B5O10）·4H2O化合物在不同有機溶劑中的發光性能，并對其性能進行了比較與討論。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

熒光分光光度計 （日立）F-7000。

三氧化二鎵、碳酸銣 B2O3、氫氧化鋇、氟化銨 二甲亞砜、無水甲醇、N，N-二甲基甲酰胺，三氯甲烷、丙酮均為市售分析純試劑。

1.2 固體樣品的制備

分別稱取三氧化二鎵0.15g，碳酸銣1.5g，B2O30.25g，氫氧化鋇1.8g，氟化銨0.05g，H2O5mL置于25mL內襯為聚四氟乙烯的反應釜中，然后密封反應釜，并將反應釜置于180°C條件下的烘箱內，加熱反應7天，然后程序降溫2天冷卻至室溫，用二次水和無水乙醇將產物各洗滌三次，得到粒徑為0.1mm到0.3mm左右的無色柱狀透明晶體，在室溫下將所得晶體晾干，最后將其置于盛有藍色硅膠干燥劑的干燥器中進行恒重。所合成化合物的晶胞參數與參考文獻相符[a]。

1.3 樣品溶液的配制

稱取一定量的固體化合物， 選取極性不同的二甲亞砜、無水甲醇、N，N-二甲基甲酰胺、三氯甲烷、丙酮五種溶劑， 分別配制成2×10-7g/mL濃度的溶液，待測。

2 結果與討論

在室溫的條件下對化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O 進行了熒光性質的研究，化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O的激發波長為254nm，其發射波長出現在432nm。

我們分別選擇了二甲亞砜、無水甲醇、N，N-二甲基甲酰胺，三氯甲烷、丙酮五種溶劑進行比較實驗。以254 nm為激發波長，分別測定了它們在二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺、無水甲醇、三氯甲烷、丙酮五種溶劑中的熒光發射光譜，分別為330nm、347nm、432nm、434nm、437 nm，如圖1所示。實驗結果表明溶劑效應對其熒光強度的影響很大， 但是不同化合物的變化規律并不相同；在無水甲醇、三氯甲烷、丙酮這三種溶劑中，發射光譜基本上沒有發生改變。而在二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺這兩種溶液中，發生了不同程度的藍移現象。觀察到的藍移現象可能歸因于一個高度極化的存在基態[6]。溶液的極性大小分別為CHCl3

3 結論

本實驗測定了第三主族元素化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O的熒光光譜，并測定了此化合物在不同溶劑中的熒光性質。實驗結果說明不同溶劑對第三主族元素化合物Rb2Ga（B5O10）·4H2O的熒光特性產生了很大的影響。

【參考文獻】

[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.

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[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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