含氮有机荧光物质制备及发光性能的研究

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无荧光基团含氮有机物的荧光现象近年来引起了广泛的关注,对其深入探索有着重要的理论和应用意义。然而,此方面的研究尚处于初始阶段,发光机理和影响因素等关键问题尚未解决。本文对含氮有机物的三个代表性体系,即,小分子胺类、超支化聚(酰胺-胺)和聚(酰胺-胺)树形高分子进行了研究,对比实验了pH值、分子量、分子结构和氧化作用对荧光的影响,亦期望为进一步解释荧光机理奠定基础。采用发散法制备聚(酰胺-胺)树形高分子,测试结果表明相同末端聚(酰胺-胺)树形高分子随代数增加荧光增强,pH值对荧光性质的影响明显,含氮基团的pKa与最高荧光强度pH相近,说明两者之间可能存在某种联系。首次提出采用O3和H2O2氧化聚(酰胺-胺)树形高分子,以加速荧光产生的过程;这两种氧化剂对荧光产生速度、荧光强度和对环境污染等方面表现出优良的性质。采用“一步法”制备超支化聚(酰胺-胺),分别在370、450nm观测到两组荧光发射峰,其中370nm处的荧光峰是首次被检测到,但经过加热处理后全部转变为450nm的荧光峰,推测370nm的荧光峰为超支化聚(酰胺-胺)的一种不稳定结构所产生。同时,研究发现荧光强度随分子量的增加而增强,说明荧光性能不仅与氧化和酸度有关,分子量也是非常重要的影响因素。另一方面,由于“一步法”制备超支化聚(酰胺-胺)的步骤简单,成本低廉,相对于聚(酰胺-胺)树形高分子更加具有应用前景。实验中将超支化聚(酰胺-胺)与罗丹明B混合可发出白色的复合荧光,这一发现有望应用于新型荧光材料的开发。为了扩展此类含氮荧光体系的研究,获得更多的信息,研究了乙二胺的荧光性质。乙二胺分子量小,结构简单,可采用红外和核磁共振等方法对其结构进行表征,弥补了超支化聚(酰胺-胺)等无法进行结构确定的缺陷,可用来做发光机理的研究。另外,乙二胺经过氧化可以产生荧光,与氧化后的聚(酰胺-胺)树形高分子具有相同的荧光峰,尽管荧光强度相对较弱,但两者含有相同的荧光中心。实验发现此类荧光物质的一个特殊现象,样品在激发光持续照射下荧光强度下降,经过一定时间的静置,荧光强度又有一定程度的恢复。另外,三种含氮有机物浸染的棉纤维可在紫外灯下发出明亮的荧光,为含氮荧光有机物在荧光标记方面的应用提供了依据。
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