實(shí)驗(yàn)一 熒光物質(zhì)稀溶液的激發(fā)

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1、實(shí)驗(yàn)一熒光物質(zhì)稀溶液的激發(fā)、發(fā)射和同步熒光光譜測定一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)熒光分析法的基本原理和LS－55B發(fā)光分析儀的操作。2.學(xué)習(xí)同步熒光的操作，了解同步熒光的優(yōu)點(diǎn)。二.實(shí)驗(yàn)原理熒光是分子從激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)回到原來基態(tài)時(shí)發(fā)射的光。利用物質(zhì)被光照射后產(chǎn)生的熒光輻射對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性分析和定量分析的方法，稱為熒光分析。在一定光源強(qiáng)度下，若保持激發(fā)波長不變，掃描得到的熒光強(qiáng)度與發(fā)射波長的關(guān)系曲線，稱為熒光發(fā)射光譜；反之，保持不變，掃描得到的熒光強(qiáng)度與的關(guān)系曲線，則稱為熒光激發(fā)光譜。在一定條件下，熒光強(qiáng)度與物質(zhì)濃度成正比，這是熒光定量

2、分析的基礎(chǔ)。熒光分析的靈敏度不僅與溶液的濃度有關(guān)，而且與紫外光照射強(qiáng)度及所選測量波長等因素有關(guān)。苯酚由于其共軛結(jié)構(gòu)，有熒光活性，可以用熒光分析法測定。它們的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜有互相重疊的現(xiàn)象。對(duì)于復(fù)雜組分，當(dāng)激發(fā)光譜和發(fā)射光譜有互相重疊的現(xiàn)象時(shí)，可以用同步熒光掃描，同步掃描熒光光譜技術(shù)可以簡化、窄化光譜，提高選擇性。三.實(shí)驗(yàn)儀器和試劑1.LS-55型發(fā)光譜儀;2.移液槍(德國BRAND公司生產(chǎn));3.50ml容量瓶，25ml容量瓶10支;4.苯酚儲(chǔ)備液：960mg/L5.去離子水;四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.預(yù)掃描(pre-scan)用儲(chǔ)備

3、液配制濃度為10ppm（mol/L）的工作液，設(shè)定儀器參數(shù)，進(jìn)行全波長預(yù)掃描，并記錄掃描結(jié)果，得出最大激發(fā)和發(fā)射波長，同時(shí)查看其瑞利散射波長、以及雙倍頻峰波長。2．激發(fā)光譜、發(fā)射光譜和同步熒光掃描①設(shè)定合適的參數(shù)，分別對(duì)苯酚溶液進(jìn)行熒光激發(fā)、發(fā)射和同步熒光光譜掃描。②取濃度為0.010（mol/L）的工作液，掃描發(fā)射光譜，加水稀釋后再在同樣波長下掃描發(fā)射光譜，觀察熒光猝滅效應(yīng)。發(fā)射光譜參數(shù)：掃描波長范圍200—750nm；Ex=214nm、270nm，掃描速度=1000nm/min,Ex-Slit=10nm,Em-slit=5n

4、m,，記住取文件名。激發(fā)光譜參數(shù)：掃描波長范圍200-750nm，=300nm、586nm，掃描速度=1000nm/min,Ex-Slit=10nm,Em-slit=5nm,記錄信息。同步熒光光譜：掃描波長范圍250-750nm,Δλ(-)=30nm、86nm,掃描速度=1000nm/min,Ex-Slit=10nm,Em-slit=5nm,記錄信息。3．三維熒光光譜掃描設(shè)定發(fā)射波長范圍，激發(fā)開始波長，步長，測定數(shù)目，開始進(jìn)行苯酚三維熒光光譜掃描。五．?dāng)?shù)據(jù)處理1．用實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)繪制苯酚的激發(fā)、發(fā)射、同步光譜。2．對(duì)比不同濃度下

5、的苯酚的最大激發(fā)波長和最大發(fā)射波長處的峰高，了解熒光猝滅效應(yīng)。取濃度為0.01（mol/L）的苯酚溶液，固定激發(fā)光的波長為270nm，狹縫寬度為10.0nm，發(fā)射光的狹縫寬度為5.0nm，掃描波長范圍250—750nm，掃速為1000nm/min，掃描熒光強(qiáng)度與發(fā)射光波長的關(guān)系曲線，所得曲線如下：圖7將溶液稀釋后再以同樣的條件掃描熒光強(qiáng)度與發(fā)射光波長的關(guān)系曲線，所得曲線如下：圖8從圖7與圖8（圖8中紅色線是稀釋前的曲線，藍(lán)色線是稀釋后的曲線）上可明顯看出稀釋后的峰的強(qiáng)度大了許多，這是由于在高濃度時(shí)一部分苯酚的發(fā)射光被自身吸收了，

6、發(fā)生了熒光的猝滅，而濃度低時(shí)這種自身吸就大大減少，峰的強(qiáng)度反而變大。所以，熒光分析的濃度不能高。3.用MATLAB繪制三維熒光光譜。4.由實(shí)驗(yàn)的到熒光的光譜如下：（1）熒光激發(fā)、發(fā)射、同步的光譜如下：410nm處出現(xiàn)的峰為瑞利散射峰，在測發(fā)射光譜時(shí)將波長范圍定在410nm以內(nèi)；測的最大發(fā)射處波長波長約為270nm，瑞利散射處波長為410nm，所以同步熒光波長范圍設(shè)為350—490；（2）濃度改變及光強(qiáng)改變后的光譜：濃度減小后最大發(fā)射波長不變，但強(qiáng)度相應(yīng)減小。相應(yīng)的狹縫減小對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)減小。（2）固體熒光的檢測：由圖知該紙張的熒光效

7、應(yīng)不是很強(qiáng)，熒光增白劑相對(duì)較少。六．討論與思考1．對(duì)待測溶液進(jìn)行預(yù)掃描的有何作用？找出帶測樣品的最適宜激發(fā)波長，觀察有無瑞利散射峰干擾。2．觀察激發(fā)光波長的整數(shù)倍處熒光發(fā)射光譜在有何特點(diǎn)？該波長是否適合于進(jìn)行定量分析？激發(fā)波長的整數(shù)倍處熒光發(fā)射光譜會(huì)出現(xiàn)倍頻峰。不適合于進(jìn)行定量分析。3．同步熒光技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？比較激發(fā)、發(fā)射和同步熒光光譜中的峰值及對(duì)應(yīng)波長，比較他們的不同，并解釋原因。同步掃描有助于一些有機(jī)化合物的判別，特別是一些復(fù)雜的混合物。同步熒光法能簡化光譜，減少光譜重疊和散射的影響。同步熒光法相對(duì)于激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，峰

8、較窄。在合適的掃描波長差值下，同時(shí)掃描激發(fā)光譜和發(fā)射光譜重疊波長處，才同時(shí)產(chǎn)生信號(hào)。4．比較紫外分光光度法和熒光分析法的區(qū)別和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。紫外分光光度是基于分子內(nèi)電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜進(jìn)行分析的光譜分析法。熒光是分子吸光成為激發(fā)態(tài)分子，在返回基態(tài)時(shí)的發(fā)光現(xiàn)象。