罗丹明类衍生物基重金属离子荧光探针的研究进展

罗丹明类荧光染料具有较高的量子产率,摩尔消光系数大,在可见光区具有长的发射和吸收波长,是制备荧光探针的理想生色团。罗丹明类荧光探针的检测一般基于两种机理,一种为光诱导电子转移机理(PET),一种为荧光共振能量转移机理(FRET)。综述了基于这两种机理使用罗丹明及其衍生物来检测各种金属离子的研究进展。     

基于荧光共振能量转移功能化LaF_3:Ce~(3+)/Tb~(3+)晶体测定水样中汞(Ⅱ)

在乙醇和乙二醇混合溶剂中,180℃条件下,反应12h,用溶剂热法,成功制备了LaF3:Ce3+/Tb3+晶体(PDF 72-1435)。用X射线衍射仪对材料进行了表征。并用聚丙烯酸(PAA)对LaF3:Ce3+/Tb3+进行了功能化,红外吸收光谱显示LaF3:Ce3+/Tb3+表面成功修饰羧基(—COOH)。COOH—LaF3:Ce3+/Tb3+功能化材料为供体,汞离子(Ⅱ)为受体,研究了体系的荧光共振能量转移(FRET)。在最佳条件下,功能化荧光材料的荧光强度和汞离子(Ⅱ)的浓度(0.20~10.0μg/mL)呈线性关系,线性方程为ΔF=98.451-3.003c,检测限为0.035μg/mL,相关系数R=0.998 9,相对标准偏差(RSD)为4.8%(n=7)。并成功用于水样中汞的测定。     

基于苝酰亚胺的光开关荧光聚合物纳米粒子研究

本文基于荧光能量共振转移(FRET)原理,以甲基丙烯酸甲酯为单体,苝酰亚胺衍生物(AC-PDI)为能量给体和二芳基乙烯化合物(DTE-DA)为能量受体,采用一步细乳液聚合法制备了性能优异的新型光开关荧光聚合物纳米粒子(PFPN)。光谱研究表明在紫外光和可见光的照射下,AC-PDI和DTE-DA之间能够发生有效的FRET,从而使制备的PFPN表现出高对比度、快速响应和良好的可逆循环荧光开关性能,并且能直接应用于光擦写图案化中。该纳米粒子在光电材料、光学防伪、信息储存等领域具有潜在的应用价值。     

双发射EY@MIL-100(Sc)荧光传感器的制备及对硝基芳香化合物的检测性能研究

通过溶剂热法合成了均苯三甲酸钪配位聚合物[MIL-100(Sc)],并将染料曙红Y负载框架物成功构筑荧光传感器EY@MIL-100(Sc)。采用PXRD、红外表征了产物结构,研究了EY@MIL-100(Sc)的荧光性质,并识别检测水中硝基芳香化合物。结果表明：EY@MIL-100(Sc)对4-硝基苯酚(4-NP)的检测表现出高灵敏度和选择性,K_SV为2.78×10⁴L/mol,检测限为0.42μmol/L,且有良好的可回收性能。EY@MIL-100(Sc)荧光识别硝基芳香化合物的机理归属于光诱导电子转移和共振能量转移共同作用。     

WO3/BiOCl0.7I0.3光催化剂的制备及其光催化降解机理

通过简单的煅烧法和原位沉淀法制备了WO₃/BiOCl_0.7I_0.3复合光催化材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征手段对合成材料的微观形貌、化学组成等进行表征。并通过可见光催化降解20mg/L盐酸四环素来评价材料的光催化性能,结果显示,WO₃/BiOCl_0.7I_0.3复合材料较单一的BiOCl_0.7I_0.3和WO₃具有更优的光催化性能,其中W与Bi摩尔比为1∶15时,复合材料具有最高的光降解率,可见光下60min达到最高值93.84%,且四次循环试验后仍具有较好的光催化活性。对自由基捕获试验结果及电子自旋共振光谱进行分析,明确了h⁺和·O₂^-为光催化主要活性物质,提出WO₃/BiOCl_0.7I<...     

曙红Y-中性红荧光共振能量转移体系测定茶叶中的锰

研究了在酸性的Britton-Robinson缓冲溶液介质中,曙红Y与中性红可以发生能量转移,痕量二价锰的加入可以使该体系的荧光性能改变。考察了反应介质、试剂用量、反应时间、反应温度、试剂加入次序、共存物质等因素对该能量转移体系荧光峰强度的影响,从而建立了利用荧光共振能量转移体系测定痕量锰的新方法。结果表明,在优化的实验条件下,测量的线性范围为0.0～100.0μg/L,方法检出限为0.03μg/L。此方法稳定性好、选择性高,用于茶叶中痕量锰的测定,结果满意。     

Box-Behnken响应面法优化La掺杂钨酸铋光催化剂的制备及降解染料废水

本文以五水合硝酸铋[Bi(NO₃)₃·5H₂O]、二水合钨酸钠(Na₂WO₄·2H₂O)及水合硝酸镧[La(NO₃)₃·n H₂O],为主要原料,采用水热法制备La-Bi₂WO₆催化剂,光催化降解以甲基橙为模型反应的染料废水,通过可见分光光度计,对模型污染物的吸光度进行测定进而得出降解率。主要研究了镧掺杂量、水热温度、水热时间等条件对La-Bi₂WO₆光催化剂性能的影响。并用Box-Behnken响应面法设计并优化实验条件,分析各影响因素间的交互作用。结果表明：当镧掺杂量为5.5%,178.69℃下,时间为3.89 h时,制备的La掺杂钨酸铋光催化剂的催化效果最好。     

Fe3O4/SnS2复合材料在染料降解中的应用研究

建立了基于光芬顿技术的染料去除方法,该方法采用Fe₃O₄/SnS₂作为光芬顿催化剂构建反应体系,研究了Fe₃O₄/SnS₂复合材料中的最佳Fe/Sn比,并对所构建反应的机理进行探究。结果表明,在Fe/Sn比为1.0时,制备得到的Fe₃O₄/SnS₂复合材料对亚甲基蓝(MB)的去除效率最高。基于Fe₃O₄/SnS₂复合材料所构建的复合材料对于亚甲基橙和罗丹明B也均具有出色的降解能力。同时即使经过5次循环使用,Fe₃O₄/SnS₂复合材料对MB的降解依然可以维持在80%以上。所建立的方法有助于实现水环境中染料的高效去除,具有实际应用的潜力。     

染料源碳点的制备及其在光催化降解废水中的应用

罗丹明B作为工业上常用的有机染料,具有稳定性高、上色强、着色牢等特点,但其存在毒性和致癌性,且含其废水的可生化性差、降解难,故建立高效、清洁的染料废水处理技术已成为广泛研究的热点。以印染厂的含罗丹明B的染料废水为原料,通过一步水热法制备了具有光催化活性的碳点材料。通过优化制备工艺和降解条件,碳点在pH 1、光照(氙灯或日光)条件下可有效处理化学需氧量(COD)为5 050 mg/L的染料废水,满足纳管排污标准。结合自由基清除实验和电子自旋共振波谱(ESR)分析可推断,光激发过程中产生了多种活性氧物种,在其共同下作用实现了对污染物高效、绿色的降解。利用阳离子交换树脂可实现碳点的回收,且回收后的碳点光催化性能稳定,具有较好的实际应用性。     

Cu-P复合改性对g-C3N4可见光催化性能的影响

以P掺杂的石墨相氮化碳(P-C₃N₄)为基材，将其与不同质量分数的氯化铜混合后继续焙烧，制备出Cu-P复合改性的石墨相氮化碳可见光光催化剂(Cu/P-C₃N₄)。对样品的结构、光电性能进行了X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光致荧光光谱(PL)、电化学阻抗谱(EIS)等一系列表征。通过可见光催化降解亚甲基蓝考察了它们的光催化活性。结果表明，Cu-P复合改性提高了催化剂的电子转移速率且降低了光生电子空穴对的复合速率，有效改善了其光催化性能。可见光照射120 min,Cu(1.5%)/P-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝的降解率达到71.3%，其降解速率常数分别是纯g-C₃N₄和P-C₃N₄的2.17倍和2倍。另外，通过活性物种捕获实验初步研究了各个体系的光催化反应机理。     

光催化剂TiO2改性的研究进展

TiO₂具有光催化性能好、化学性质稳定、毒性低、价格低廉等优点,但由于禁带较宽,只对紫外光有响应,且电子和空穴容易复合,导致光催化活性和效率降低。本文介绍了TiO₂的几种主要改性方法的最新研究进展。表面沉积贵金属、半导体复合、染料敏化可以降低TiO₂的禁带宽度,增加其响应波长,提高太阳光的利用率。离子掺杂可使得TiO₂晶体表面产生缺陷,抑制光生电子和空穴的复合,增加表面活性中心的数量。碳纳米管和石墨烯掺杂则能够提高TiO₂对可见光的吸收率,扩大光响应范围,同时加快电子传输,减少载流子复合,提高催化效率。指出石墨烯作为新型掺杂材料具有很大的发展潜力,TiO₂基多组分复合型光催化剂可获得比单种组分表面改性或者掺杂TiO₂更好的效果。最后介绍了TiO₂表面的亲/疏水改性研究进展。     

香豆素类染料的荧光光谱性能及应用性能研究

研究了9只香豆素类荧光染料(Ⅰ-Ⅶ)的光谱性能和应用性能。香豆素类荧光染料在5’-位有取代基可使最大可见吸收波长和荧光发射波长产生红移;当共轭双键长度增加,可使染料颜色变深(V:544,VI:552)。这9只染料用于涤纶染色有很好的应用性能,差别不大;嗯唑环结构(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和喹唑酮结构(Ⅵ)的染料耐光牢度明显好于噻唑环结构(Ⅴ)和咪唑环结构(Ⅶ)的染料。     

水热合成Ag+掺杂SrTiO3可见光催化降解四环素性能和机制

采用一步水热法制备纳米Ag-SrTiO₃可见光催化剂,利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜和紫外可见光吸收光谱等对Ag-SrTiO₃的组成、形貌及吸光性进行表征,通过对四环素（TC）的降解实验研究了其在可见光下的光催化活性和稳定性,并进一步通过光致发光光谱、电子自旋共振和自由基捕获实验探究了其对TC的降解机制。结果表明,Ag⁺可成功掺杂到SrTiO₃中,且Ag-SrTiO₃的吸收光较纯SrTiO₃明显发生红移;当AgNO₃与Sr（NO₃）₂的摩尔分数为3%时,制备的Ag-SrTiO₃对TC的光降解效果最好,120min内降解率可达79.63%,较纯SrTiO₃提高13倍,光催化降解TC反应过程符合准一级动力学模型,且重复使用8次后仍具有较高光催化活性;Ag-SrTiO₃中Ag⁺捕获了SrTiO₃产生的电子,有效抑制了电子和空穴的复合概率,从而增加其光催化活性,且其主要活性物种为·O₂^–。     

PVP辅助溶剂热法制备BiOIxCl1-x纳米复合材料及其光催化性能研究

通过溶剂热法合成了BiOI_xCl_1-x复合材料，并以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)调控结构制备PVP-BiOI_xCl_1-x。利用XRD、SEM、HRTEM、XPS、UV-Vis DRS对系列样品进行表征。以四环素为污染物，在可见光下考察BiOI_xCl_1-x和PVP-BiOI_xCl_1-x复合材料的光催化性能。结果表明，PVP-BiOI_xCl_1-x的光催化性能显著增强，其中0.6PVP-BiOI_0.5Cl_0.5在1 h内可以去除83.6%的四环素(20 mg/L)。电子自旋共振(ESR)测试发现，·O^-₂和·OH活性自由基是光催化降解的主要活性物质。增强的光催化性能主要归因于BiOI和BiOCl间Z型异质结构件，光生电子空穴转移效率显著改善。     

新型磁性异质结材料的制备及其光降解染料废水的性能

为了解决光催化剂在光生电子与空穴中分离效率低且难以回收利用的问题，以钛碳化铝(Ti₃AlC₂)为原料，通过Li F+HCl刻蚀法、共沉淀法、溶剂热法和异种电荷静电自组装，获得具有磁分离性能的新型异质结光催化材料AMHNTs/TiO₂-Ti₃C₂T_x(H&M)，对其进行结构表征，并选取偶氮类染料甲基橙(MO)为污染物模型，考察模拟太阳光下H&M的降污性能及降解机理。结果表明：制备的异质结H&M融合了二维层状与一维管状的结构特征，提高电子的传导输送，具有良好的光催化活性和磁回收性，且对MO有较好的降解性能，为构筑新型磁性无机异质结光催化材料和染料的光降解提供有价值的参考。     

一维/二维PANI/g-C3N4复合材料的制备及其光催化性能研究

以三聚氰胺和氯化铵为前驱体通过热共聚合法制备出多孔g-C₃N₄纳米片，原位聚合法制备出一维纳米纤维PANI与多孔g-C₃N₄纳米片(PANI/g-C₃N₄)复合材料。一维纳米纤维PANI具有优异电荷传输性能和良好的可见光响应，可以弥补g-C₃N₄光生电子对快速复合和可见光响应不足的缺点。多孔g-C₃N₄纳米片可以提供更多反应活性位点，同时还可以缩短光生电荷从材料内部到表面的传输距离，抑制光生载流子复合，从而提高材料光催化活性。5PANI/g-C₃N₄在180 min罗丹明B去除率达83%，经过3次循环后，对罗丹明B去除率仍保持83%，显现出优异光催化活性和稳定性。     

甲酸铵处理对氮化碳光催化性能的影响

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为环境友好型材料在半导体光催化领域广受关注,然而未经改性的g-C₃N₄光吸收范围窄,仅能对太阳光谱中蓝紫光区响应,同时比表面积小,且光生载流子分离及迁移速率慢,导致光催化性能不佳。本文以g-C₃N₄为研究对象,将甲酸铵(NH₄HCO₂)和硫脲(CH₄N₂S)按不同比例混合,在马弗炉中520℃下高温煅烧(升温4 h保温2 h),制得C元素掺杂的石墨相氮化碳。g-C₃N₄中掺杂C元素可提高光吸收能力、调整电荷密度、促进光生载流子解离,从而显著提高其光催化效率。通过降解模拟污染物罗丹明B(RhB)发现,当n(CH₄N₂S)∶n(NH₄HCO₂)=1∶0.04时表现出最好的光催化活性,其对罗丹明B的降解效率几乎能达到1...     

ZIF-67衍生Co3O4/g-C3N4复合材料光催化降解盐酸四环素废水的研究

将ZIF-67与g-C₃N₄按一定质量比复合制备Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化材料,并以此来提高Co₃O₄的光催化性能。利用XRD、SEM和FT-IR对复合材料结构、性能和元素分布进行表征。结果表明,当盐酸四环素(TC-HCl)质量浓度为3 mg/L、质量分数为3%的Co₃O₄/g-C₃N₄投加量为15 mg且pH为中性时,催化剂光催化性能最佳,90 min降解盐酸四环素效率达到了91.1%。3%Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂重复使用5次后,其降解率仍可达到88.5%,表明该材料具有一定的光催化稳定性和重复利用性。体系自由基捕获实验证明,产生了·O^-₂、h⁺、·OH...     

热聚合制备氮掺杂氮化碳光催化性能研究

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种多功能光催化剂，由于其具有可调节的电子能带结构和伴随2.7 eV合适带隙能量的有效光收集等优点，已逐步应用于降解水体污染物特别是有机染料。但由于体相g-C₃N₄比表面积小，光生电子-空穴对复合速率快，光催化效率受到限制。因此，可以对g-C₃N₄进行元素掺杂以提高其光催化降解性能。在此主要介绍了氮有效掺杂g-C₃N₄,减小带隙的同时抑制电子-空穴对的快速复合，从而极大地提高了催化性能。     

ZrO2-CNB复合光催化剂的制备及其性能研究

以四苯基硼化钠和尿素作为原料，通过热聚合法，利用热诱导前驱体发生缩聚反应，合成硼掺杂石墨相氮化碳(CNB)。然后，将ZrO₂与CNB混合均匀，通过煅烧法制备了不同ZrO₂含量的复合光催化剂ZrO₂-CNB。以甲基橙作为降解目标化合物，探究了ZrO₂-CNB的紫外光催化性能，并通过加入各种自由基清除剂，考察了在紫外光照射条件下光催化反应体系中生成的活性物种。研究表明：在所制备的复合光催化剂ZrO₂-CNB中，含有质量分数为0.75%的ZrO₂的ZrO₂-CNB催化剂具有最高的紫外光催化性能；在优化实验条件下，当用紫外光照射反应体系80 min时，以其为催化剂的光催化降解体系对甲基橙的降解率高达85%。ZrO₂-CNB光催化反应机制表明，h⁺和·OH在光催化降解甲基橙反应体系中起到显著作用，特别是h⁺在光催化降解反应过程中起到最主要的作用。