芘磷光摻雜氧傳感材料的制備及性能研究*

李黎榕

（福州市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，福建 福州350008）

氧氣是人類生產(chǎn)生活不可或缺的一種重要?dú)怏w，氧氣是一種化學(xué)活性較強(qiáng)的物質(zhì)，廣泛參與各種化學(xué)反應(yīng)。在電子工業(yè)、光導(dǎo)纖維制備、醫(yī)學(xué)、國防尖端科學(xué)等領(lǐng)域中廣泛使用高純氣體、電子氣體及各類特種氣體，其中氧含量是此類氣體產(chǎn)品質(zhì)量的重要考察指標(biāo)[1]。目前，已有多種方法檢測(cè)氣體中的氧含量，但由于各種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，在一定程度上限制了這些方法的應(yīng)用。

當(dāng)前，基于磷光猝滅原理的發(fā)光氧傳感材料因其具有樣品消耗量少、可逆性好、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。研究較多的是將磷光發(fā)光材料與金屬配位聚合物結(jié)合，氧氣從介質(zhì)進(jìn)入金屬配位聚合物中促使磷光猝滅，以此達(dá)到測(cè)定氧含量的目的[2-4]。金屬有機(jī)框架材料（Metal Organic Framework，MOF），即多孔配位聚合物（Porous Coordination Polymer，PCP），MOF 是金屬離子與有機(jī)配體組成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)且有微孔洞的金屬配合物[3]。由于氧氣分子的基態(tài)為三重態(tài)，氧氣與激發(fā)態(tài)的發(fā)光分子發(fā)生能量轉(zhuǎn)移使得發(fā)光分子發(fā)生磷光猝滅，因此，在MOF 基礎(chǔ)上引入磷光發(fā)光材料，可實(shí)現(xiàn)磷光氧氣傳感性能。通過測(cè)定氧傳感材料的發(fā)光強(qiáng)度變化利用Stern-Volmer 方程實(shí)現(xiàn)氧含量的測(cè)定[5]。

芘由于其三重激發(fā)態(tài)的磷光具有高量子產(chǎn)率和發(fā)光強(qiáng)度、長磷光壽命和強(qiáng)氧氣猝滅敏感性等光物理特性，被較多地應(yīng)用于光化學(xué)傳感器中[6]。本文以芘為磷光材料，采用水熱法將芘包覆于化學(xué)穩(wěn)定性好、孔徑較小的Zr 基金屬有機(jī)框架材料UiO-66 中，合成了一系列不同芘摻雜濃度的Pyrene@UiO-66 氧傳感材料，并利用XRD、TG 和紅外光譜等方法研究材料的物理性能。……