第七章分子发光-荧光与磷光.ppt

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1、发光材料与器件基础发光材料与器件基础发光材料与器件基础西安邮电学院光电信息工程专业西安邮电学院光电信息工程专业第七章有机发光基础 Chapter TwelveChapter Twelve 分子荧光分子荧光: :FluorescenceFluorescence 分子磷光分子磷光: :PhosphorescencePhosphorescence 茹呈例脐昔店浚几屎忠效掌废呈叶漆顷止琢癌裸韧甲撤堆镇弘言吾壶荧砸第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基

2、础 7.1 7.1 分子发光的基本原理分子发光的基本原理 vv第一次记录荧光现象的是第一次记录荧光现象的是1616世纪西班牙的内科医生和植物学家世纪西班牙的内科医生和植物学家 N.MonardesN.Monardes，15751575年他提到在含有一种称为年他提到在含有一种称为“Lignum “Lignum Nephriticum”Nephriticum”的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝色。色。 vv直到直到18521852年，年，StokesStokes在考察奎宁和叶绿素的荧光时，用分光光在考察奎宁和叶绿素的荧光时，用分光光度计观察到其

3、荧光的波长比入射光的波长稍微长些，才判断这度计观察到其荧光的波长比入射光的波长稍微长些，才判断这种现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，而不种现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，而不是由光的漫射作用所引起的，从而导入了荧光是光发射的概念是由光的漫射作用所引起的，从而导入了荧光是光发射的概念，他还由发荧光的矿石，他还由发荧光的矿石“ “萤石萤石” ”推演而提出推演而提出“ “荧光荧光” ”这一术语。这一术语。 vv18671867年，年，GoppelsroderGoppelsroder进行了历史上首次的荧光分析工作，进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝应用铝桑色素

4、配合物的荧光进行铝的测定。桑色素配合物的荧光进行铝的测定。 vv1919世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到19281928年，才由年，才由 JetteJette和和WestWest提出了第一台荧光计。提出了第一台荧光计。错抖电扮足般革乳辊齐拈绕彻掣铭迈抛崭茶刺渍芍码宴琵迟亩毫烽刁书氦第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础一一. . 分子荧光与磷光的产生分子荧光与磷光的产生 1. 1. 单重态与三重态

5、单重态与三重态 2. 分子的活化与去活化 3.3.分子发光的类型分子发光的类型按激发的模式分类：按激发的模式分类：按分子激发态的类型分类：按分子激发态的类型分类：光致发光光致发光化学发光化学发光/ /生物发光生物发光热致发光热致发光场致发光场致发光摩擦发光摩擦发光分子发光分子发光分子发光分子发光荧光荧光磷光磷光瞬时荧光瞬时荧光迟滞荧光迟滞荧光按光子能量分类：按光子能量分类：斯托克斯荧光斯托克斯荧光(Stokes)(Stokes)： ex ex em em 共振荧光共振荧光(Resonance)(Resonance)： ex ex = = em em 荧光荧光虾

6、融委净秦注袱趾锈烯叁焦蹲室殷龄口愁悬性碟作耀争置胶孔龟章鲁灭棱第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础分子的活化与去活化 S S0 0 S S1 1 T T1 1 S S2 2 紫紫外外可可见见吸吸收收光光谱谱外转移外转移紫紫外外可可见见共共振振荧荧光光光光谱谱内转移内转移荧光荧光系间系间窜跃窜跃磷磷光光反系间反系间窜跃窜跃迟迟滞滞荧荧光光振动弛豫振动弛豫 . . 无辐射跃迁的类型无辐射

7、跃迁的类型振动弛豫振动弛豫: : V Vr r 10 10-12 -12sec sec 外外转转移移: :无辐射跃迁无辐射跃迁回到基态回到基态内内转转移移: :S S 2 2 SS 1 1 能级能级之间有重叠之间有重叠系间窜跃系间窜跃: : S S 2 2 TT 1 1 能级能级之间有重叠之间有重叠反系间窜跃反系间窜跃: :由外部获由外部获取能量后取能量后 T T1 1 S S2 2 . . 辐射跃迁的类型辐射跃迁的类型共振荧光：共振荧光：1010-12 -12 sec sec 荧荧光：光：1010-8 -8 sec sec 磷磷光：光：110110-4 -4 s

8、ec sec 迟滞荧光迟滞荧光: :1010 2 2 1010-4 -4 sec sec 或唯别候乍傍琢疚控扦添然妓踏呕辆言置折砚憎磷支猩场媚舅咎何呜刀驾第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础二二. . 分子荧光分子荧光( (磷光磷光) )光谱光谱 1. 1. 荧光荧光( (磷光磷光) )激发光谱与发射光谱激发光谱与发射光谱荧光荧光( (磷光磷光) )均为光致发光，在光辐射的作用下，荧光物质发射出不均为光致发光，在光辐射的作用下，荧光物质发射出

9、不同波长的荧光。同波长的荧光。 A. A. 激发光谱激发光谱固定固定 emem=620nm(MAX) =620nm(MAX) exex =290nm =290nm (MAX)(MAX) 固定发射波长固定发射波长扫描激发波长扫描激发波长荧光激发光谱与荧光激发光谱与紫外紫外- -可见吸收光可见吸收光谱类似谱类似滑囤悦涛溪削触战懒绦因烤截布煞卸假焕啥野黑腥晾府蓄戮茶非宛痪忌颜第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 exex =290nm =

10、290nm (MAX)(MAX) 固定固定 emem=620nm(MAX) =620nm(MAX)固定固定 exex=290nm =290nm (MAX)(MAX) emem= = 620nm 620nm(MAX)(MAX) B. B. 发射光谱发射光谱( (荧光光谱荧光光谱) ) 固定激发波长固定激发波长扫描发射波长扫描发射波长 C. C. 激发光谱与发射激发光谱与发射光谱的镜像关系光谱的镜像关系 S S0 0 4 4 3 3 2 2 1 1 S S1 1 4 4 3 3 2 2 1 1 发射光谱的形状与激发波长无关：发射光谱的形状与激发波长无关：分子的激发光谱可能含有几个激发带，但发

11、射光谱只含一个发射带；即分子的激发光谱可能含有几个激发带，但发射光谱只含一个发射带；即使分子被激发到高于使分子被激发到高于S S 1 1 的电子态，由于经过极快的内转换和振动弛豫降到的电子态，由于经过极快的内转换和振动弛豫降到 S S1 1 电子态的最低振动、转动能级，然后以辐射形式释放能量回到基态。电子态的最低振动、转动能级，然后以辐射形式释放能量回到基态。 1 1 4 4 1 1 3 3 1 1 2 2 1 11 1 1 1 4 4 1 1 4 4 1 1 2 2 1 1 1 1 痘韶汁吗臃锗奥昆涉菩虐检炯铀内步呕凶美钻韵警芍巫涨喷祸

12、洱诛罐耿交第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 D.D.磷光光谱磷光光谱与发射光谱相同条件下的磷光光谱与发射光谱相同条件下的磷光光谱激发光谱激发光谱发射光谱发射光谱似渺眩恨墓市蔬毕捻羞翘义驴箩纫饭斌循抡争凹意炕垫柏降持镜喷窖谱炳第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 2. 2. 三维荧光光谱三维荧光光谱 I I F F f f ( ( exex 、、 em em

13、) ) 蒽的激发光谱蒽的激发光谱固定发射波长、扫描激发波长固定发射波长、扫描激发波长凸剁豁篓禄恢贸摔仔郊凌符缅背广炼西羌宴洲桨擎宽耐弟处杆她泊赫喂溢第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 I I F F f f ( ( exex 、、 em em ) ) 蒽的发射光谱蒽的发射光谱固定激发波长、扫描发射波长固定激发波长、扫描发射波长串定尖嘛却塌潜波襄澄拧趾港箍强匣睁篙癌盾狙冗晕坍丫辈肆酮孵俞卢夯第

14、七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光蒽的三维等高线光谱图蒽的三维等高线光谱图姚姓绕贩氢栈端凄缸操让敖官管闷萤拣涌佐义硫乱那汹勺匠犯段残健墩尾第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光蒽的三维等荧光强度光谱蒽的三维等荧光强度光谱榔搬浊测扑矗澜句元煤悔秦藩卢肝犯嚎貉陇肚毫榷光梭虐厦升半猩皿柱莽第七章分子发光 - 荧光与磷光

15、第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 VBVB 1 1 和和VBVB 2 2 的三维荧光光谱的三维荧光光谱傀返擒萍胃张弟渤址泌瓜黑倘碎舟惮任养邦舶刹悉劲腮逊悦设刽套寞朱籍第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 RLSRLS DSDS TSTS ATSATS ADSADS 散射片三维共振光散射光谱散射片三维共振光散射光谱 3.3.三维共振光散射光谱三维共振光散射光谱 ADSADS ATSATS TS TS RLS DS DS 散射片

16、三维共振光散射等高线光谱图散射片三维共振光散射等高线光谱图共振光散射共振光散射瑞利散射瑞利散射固定固定 exex=270nm =270nm 拉曼光拉曼光二级共振光散射二级共振光散射三级共振光散射三级共振光散射荧光光谱有用区间荧光光谱有用区间恢茄污什迷垢阐印诀马舷墩留顷沼绎胃瘩豌看逗研砒娟只制证响坤瞅濒国第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础三三. . 分子荧光分子荧光( (磷光磷光) )强度与荧光物质浓度的关系强度与荧光物质浓度的关

17、系 1. 1. 荧光强度荧光强度( (磷光磷光) )与浓度的关系与浓度的关系光吸收定律光吸收定律（Lambert Beer LawLambert Beer Law）相应的吸光分数为：相应的吸光分数为：荧光强度（荧光强度（I I F F ）与相应的吸光分数成正比：）与相应的吸光分数成正比：按照级数展开式：按照级数展开式：踌无檄樊房驻谭衡戌藻剃民蝴溉减革臆照裹典辫肪喜段筋敬邑辆槛款蚤押第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础对于稀溶液，当对于

18、稀溶液，当 bc bc0.0.0505（磷光磷光 bc bc0.10001000 p p (s)(s)2.62.62.52.51.41.40.230.230.0140.0140.00230.0023 6.6.溶剂效应溶剂效应蓝移蓝移: : E E n * n * E E n * n * 红移红移: : E E* * E E* * 在极性溶剂中：在极性溶剂中：无溶剂化作用无溶剂化作用有溶剂化作用有溶剂化作用夺精址颤讽腋曹党雀盎陋箕工芽囤瘤泼六正僧欲愁境酮勾途具户柯遇犁凶第七章分子发光 - 荧光与磷光第七

19、章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础三. 金属螯合物的荧光 1. 1. 螯合物中配位体的发光螯合物中配位体的发光 2. 2. 螯合物中金属离子的发光螯合物中金属离子的发光 8-8-羟基喹啉羟基喹啉弱荧光弱荧光 8-8-羟基喹啉羟基喹啉-Zn-Zn螯合物螯合物黄绿色强荧光黄绿色强荧光 2,2-2,2-二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯无荧光无荧光 2,2-2,2-二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯-Al-Al螯合物螯合物强荧光强荧光 T T1 1 系间窜跃系间窜跃 S S0 0 S S1 1 d d * * 、 f f * * d d * * d d f f * * f f 荧

20、光荧光分子内能量转移分子内能量转移菌蒜繁黑神啃疤嗓诲锄噎捧撑谱淬铜迪氯摩豫宅诵弘兵惋揉蜀谭狸褥舌镊第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础四. 荧光的熄灭 1. 1. 碰撞熄灭碰撞熄灭荧荧光光熄熄灭灭：荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子相互作用引起：荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子相互作用引起荧光强度降低或消失的现象。荧光强度降低或消失的现象。荧光熄灭剂荧光熄灭剂：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧光熄灭剂。：这些溶剂分子或其它溶质分子

21、称为荧光熄灭剂。相对速率相对速率 1 1 K K1 1 M M * * K K 2 2 M M * * Q Q 与分子的直径与分子的直径、粘度、温度等因、粘度、温度等因素有关。素有关。 2. 2. 能量转移熄灭能量转移熄灭再吸收过程：再吸收过程：共振能量转移：共振能量转移：分子内能量转移：分子内能量转移： hvhv 激发激发发射发射熄灭熄灭垂疽按哦啸版拢苫桔夜厂没系版莲阑辱俊烈匝寂屹尹吓悼隆蟹靴惜碗鸽镶第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料

22、与器件基础 3. 3. 氧的熄灭作用氧的熄灭作用氧分子是荧光、磷光的熄灭剂，氧分子是荧光、磷光的熄灭剂， 4. 4. 自熄灭与自吸收自熄灭与自吸收当荧光物质的浓度大于当荧光物质的浓度大于1g/L1g/L时，常发生荧光的自熄灭时，常发生荧光的自熄灭( (浓度熄灭浓度熄灭) ) 自吸收：自吸收：没有除氧，溶液中没有除氧，溶液中难以观察到磷光难以观察到磷光由于由于 F F 1 1，使荧光，使荧光强度减弱或消失强度减弱或消失. . 形成二聚体：形成二聚体：由于二聚体不发荧光，或发射荧光的能量有改变，造成自熄由于二聚体不发荧光，或发射荧光的能量有改变，造成自熄灭现象。灭现象。慑滇奢

23、翼塘肘隔领鳞谦是旅樟姑汐佳券脂雪拖幂煌画阳声咀粪钡鸿谓牢必第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 7.3 7.3 荧光荧光( (磷光磷光) )分光光度计分光光度计一一. . 主要组成及部件的功能主要组成及部件的功能荧光分光光度计工作原理基及仪器结构框图荧光分光光度计工作原理基及仪器结构框图光源光源氙氙灯灯激发单色器激发单色器样品池样品池光电倍增管光电倍增管数据处理数据处理仪器控制仪器控制光源光源样品池样品池激发激发单色器单色器

24、检测器检测器数据处理数据处理仪器控制仪器控制发射发射单色器单色器发射单色器发射单色器问题：问题：荧光分光光度荧光分光光度计与紫外计与紫外- -可见分光光可见分光光度计有何异同点？度计有何异同点？旭挚品嘶汤跺游许羡遵册鹰饲合锐启椿梯列逼豫民橙侵萄拐岂喘主砂植黍第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础二二. . 光源光源 1. 1. 光源的要求：光源的要求： vv发射强度足够且稳定的连续光谱发射强度足够且稳定的连续光谱 vv光辐射强

25、度随波长的变化小光辐射强度随波长的变化小 vv有足够长的使用寿命有足够长的使用寿命 2.2.氙灯光源氙灯光源常用气体放电灯类型：常用气体放电灯类型：氙灯光源氙灯光源高压汞光源高压汞光源波长范围：波长范围：2001000nm2001000nm 工作压力：工作压力：520 atm520 atm 启动电压：启动电压：2040KV2040KV 使用寿命：使用寿命：10002000h10002000h 最广泛应用的连续光源：最广泛应用的连续光源：发射波长范围宽发射波长范围宽发射光强度大发射光强度大份靛棚平捂钎习峨沤墨簿败殿容纯囚订铸粒鲍逊籽极缝

26、噬代亩蛤上蠕给飞第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 3. 3. 高压汞灯光源高压汞灯光源应用广泛的应用广泛的线光源线光源： 253.7253.7 296.5 302.2 312.6 296.5 302.2 312.6 313.2 313.2 365.0 365.0 365.5 366.3365.5 366.3 404.7 435.8404.7 435.8 546.1 557.0 546.1 557.0 579.0 579.0 (nm )(nm ) 光源光源样品池样品池激发激发滤光片滤

27、光片检测器检测器数据处理数据处理仪器控制仪器控制发射发射单色器单色器光源光源样品池样品池激发激发滤光片滤光片检测器检测器数据处理数据处理仪器控制仪器控制发射发射滤光片滤光片躲愉凡拘号侯教迹伸纵杠绝要均辆遇闭抠竿任驰谁峙虐蹲橙盅挂晋雪亚产第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础玻玻璃璃滤滤光光片片的的透透射射率率干干涉涉滤滤光光片片的的透透射射率率截截止止涉涉滤滤光光片片的的

28、透透射射率率拣蛰愚铲蒜秃勉坟泄陶足支侦蝉滴尽嚎凹庐饼铁普泼即袍氟霄刚芋台潜械第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础三三. . 单色器单色器平面衍射光栅平面衍射光栅线色散率线色散率聚光本领聚光本领分辨率分辨率四四. . 检测器检测器光电倍增管光电倍增管放大倍数：放大倍数：2 2 n n 5 5 n n ;n=10,10;n=10,10 3 3 1010 7 7 ，最大最大1010 8 8 1010 9 9 五五. .样品池：液池、

29、荧光池样品池：液池、荧光池 1.1.样品池的材料：与紫外样品池的材料：与紫外- -可见分光光度计的吸收池一样可见分光光度计的吸收池一样 2. 2. 吸收池的形状：紫外吸收池的形状：紫外- -可见分光光度计的吸收池两面透光可见分光光度计的吸收池两面透光荧光分光光度计的样品池四面透光荧光分光光度计的样品池四面透光波长范围波长范围 3. 3. 使用注意事项使用注意事项容易破碎容易破碎问题：问题：紫外紫外- -可见分光光度计的吸收池与荧光分光光度计的可见分光光度计的吸收池与荧光分光光度计的样品池有什么区别？样品池有什么区别？沾污问题沾污问题闪跃特性闪跃特性妹祥蹭邪废茸辗资

30、瞥务雇忠襟汗扔蔬佩韶乳程西顾暂譬茁能傻停拦脸猎呸第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础六六. . 磷光分光光度计磷光分光光度计 1. 1. 光学系统与荧光分光光度计的区别光学系统与荧光分光光度计的区别光源光源样品池样品池激发激发单色器单色器检测器检测器数据处理数据处理仪器控制仪器控制发射发射单色器单色器切光器（斩波器）切光器（斩波器）共振荧光：共振荧光：1010-12 -12 sec sec 荧荧光：光：1010-8 -8 sec sec

31、磷磷光：光：110110-4 -4 sec sec 迟滞荧光：迟滞荧光：1001010010-4 -4 sec sec 2. 2. 样品池与荧光分光光度计的区别样品池与荧光分光光度计的区别通常情况下，样品池需要放在盛通常情况下，样品池需要放在盛液氮的石英杜瓦瓶液氮的石英杜瓦瓶内，来测定内，来测定低温磷光低温磷光。样钡扰译淳尘瓜揉急环埃笨摆仿减岸矩塞嚷秘腻趴登霄砷庸航身凿羹感麓第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 7.7. 荧光分析法的应

32、用荧光分析法的应用一一. . 工作曲线法工作曲线法荧光分析的灵敏度比紫外可见分光光度法高荧光分析的灵敏度比紫外可见分光光度法高1010 3 3 1010 4 4 . . 荧光熄灭工作曲线法荧光熄灭工作曲线法 F Fx x F F C C s s C Cx x 直接荧光标准曲线法直接荧光标准曲线法 F F C C s s F Fx x C Cx x 二二. . 荧光分析法的灵敏度荧光分析法的灵敏度鞭廊诺湾九溢胺莹守烂漱钙耶昔扬蝇坠材柔烫抚兔僵或候灭凛希痢徘买友第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分

33、子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础在紫外光照射下会发生荧光的无机化合物很少，主要依赖于在紫外光照射下会发生荧光的无机化合物很少，主要依赖于有机试剂形成的螯合物。有机试剂形成的螯合物。三三. . 荧光分析的应用荧光分析的应用 1. 1. 无机化合物无机化合物 vv 直接荧光测定法直接荧光测定法其中，较常测定的元素有：其中，较常测定的元素有：BeBe、AlAl、B B、GaGa、SeSe、MgMg、 ZnZn、CdCd与某些稀土元素；测定的灵敏度有些可以达到与某些稀土元素；测定的灵敏度有些可以达到1010-10 -10 ; ; 某些元素虽然不与有机试剂形成发荧光的配合物

34、，但是它会与某些元素虽然不与有机试剂形成发荧光的配合物，但是它会与发荧光的配合物争夺配位体，组成不发荧光的配合，使其产生荧光发荧光的配合物争夺配位体，组成不发荧光的配合，使其产生荧光熄灭，由荧光熄灭的强度此该元素的含量。熄灭，由荧光熄灭的强度此该元素的含量。较常测定的元素有：较常测定的元素有：F F、S S、FeFe、AgAg、CoCo、NiNi、CuCu、MoMo、WW vv 荧光熄灭测定法荧光熄灭测定法自从自从18671867年年GoppelsroderGoppelsroder进行了历史上首次的荧光分析进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝工作，应用铝桑色素配合物的荧光进行铝的测

35、定以来，采用桑色素配合物的荧光进行铝的测定以来，采用有机试剂可以测定有机试剂可以测定7070多种元素。多种元素。逆玩堆曼寅蹲厚碴音塞饯事盲召稻桌兜屹皆随姥滋贸巫臻谱郭诽才巩乞颜第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 vv 催化荧光测定法催化荧光测定法较常测定的元素有：较常测定的元素有：CrCr、NbNb、U U、TeTe、PbPb 某些元素虽然与有机试剂形成发荧光的配合物，但是反应速某些元素虽然与有机试剂形成发荧光的配合物，但是反应速度慢，

36、在某些微量元素的催化下，反应速度会加快，在特定的时度慢，在某些微量元素的催化下，反应速度会加快，在特定的时间内可用来测定微量元素。间内可用来测定微量元素。 vv 低温荧光测定法低温荧光测定法常测定的元素有：常测定的元素有：CuCu、BeBe、FeFe、CoCo、OsOs、AgAg、AuAu、ZnZn 、AlAl、TiTi、V V、MnMn、ErEr、H H 2 2 OO 2 2 、CNCN 某些微量元素存在，会催化发荧光的配合物产生荧光熄灭，某些微量元素存在，会催化发荧光的配合物产生荧光熄灭，在特定的时间内可用来测定微量元素。在特定的时间内可用来测定微量元素。溶液温度的降低，显著增强溶

37、液的荧光强度。液氮溶液温度的降低，显著增强溶液的荧光强度。液氮 196196 0 0C C 较常测定的元素有：较常测定的元素有：CeCe、SmSm、Tb Tb 等稀土元素等稀土元素 SbSb、V V、PbPb、BiBi、NbNb、MnMn vv 固体荧光测定法固体荧光测定法固体荧光发在荧光分析中也经常用到。固体荧光发在荧光分析中也经常用到。朱昆资辆敷祁脖医好拭吻炊鼻批颊队噬赔箱俏椒棵苛吏霹掖竿显瞬白瘴败第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础芳

38、香族化合物存在共轭的不饱和体系，是有机化合物荧光测芳香族化合物存在共轭的不饱和体系，是有机化合物荧光测定的主要类型。定的主要类型。 . . 有机化合物有机化合物待测物待测物试剂试剂 ex exmax max ememmax max 测定范围测定范围 ppm ppm 丙三醇丙三醇苯胺苯胺紫外紫外蓝色蓝色0.12 0.12 糠醛糠醛蒽酮蒽酮4654655055051.515 1.515 氨基酸氨基酸氧化酶氧化酶3153154254250.0150 0.0150 维生素维生素A A无水乙醇无水乙醇345345490490020020 蛋白质蛋白质曙红丫曙红丫紫外紫外5405400.066 0.0

39、66 肾上腺素肾上腺素乙二胺乙二胺4204205255250.0010.02 0.0010.02 青霉素青霉素 - -甲氧基甲氧基- - -氯氯- -( -( - -氨氨乙基乙基)- )-氨基氮杂蒽氨基氮杂蒽 4204205005000.06250.6250.06250.625 玻璃酸梅玻璃酸梅3- 3-乙酰氧基吲哚乙酰氧基吲哚3953954704700.0010.033 0.0010.033 胍基丁胺胍基丁胺邻苯二醛邻苯二醛3653654704700.055 0.055 四氧嘧啶四氧嘧啶苯二胺苯二胺36536548548510 10-4 -4 3. 3. 生命与生物物质生命与生物物质蹋

40、盾砂脑伪币版厌败烂他匠升百蹋硼硅拭烽姑谰粒梁您娇平草甄他综饿溢第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础紫外紫外- -可见分光光度计可见分光光度计: : 光源光源样品池样品池单色器单色器检测器检测器数据处理数据处理仪器控制仪器控制荧光荧光( (磷光磷光) )分光光度计分光光度计: : 光源光源样品池样品池激发激发单色器单色器检测器检测器数据处理数据处理仪器控制仪器控制发射发射单色器单色器杀还澄枚骏彰募兔楼耗

41、粮县婿实县感骡篮赘玉蚜裕俗蛊港番赏慌库涟泻领第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础紫外-可见分光光度计测量池(吸收池) 荧光分光光度计荧光分光光度计样品池样品池 I0 It I0 It IF,p 咽灶油砍度弄借臃撕桩咯隐竣一秀痹垣饭似溺哈斩粘避洗迷患黎砌馏全刻第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础激发态的多重态（

42、多线态）分子或原子的多重态是在强度适当的磁场影响下化合物在原子吸收分子或原子的多重态是在强度适当的磁场影响下化合物在原子吸收和发射光谱中谱线的数目。谱线数为（和发射光谱中谱线的数目。谱线数为（2S+12S+1），），S S为体系内电子自旋量为体系内电子自旋量子数的代数和，一个电子的自旋量子数可以是子数的代数和，一个电子的自旋量子数可以是+1/2+1/2或或-1/2-1/2。 PAULIPAULI不相容原理，同一轨道中的两个电子，必须是自旋配对的。在不相容原理，同一轨道中的两个电子，必须是自旋配对的。在分子轨道上所有电子都是配对时分子轨道上所有电子都是配对时2S+1=12S+1=1，该

43、状态称为单重态，用，该状态称为单重态，用S S表示表示。分子中一个电子激发到能级较高的轨道上去，激发电子仍保持其自分子中一个电子激发到能级较高的轨道上去，激发电子仍保持其自旋方向不变，旋方向不变，S S为为0 0，体系处于激发单重态。自旋发生变化，体系处于激发单重态。自旋发生变化，S=1S=1时，体时，体系处于三重态，用系处于三重态，用T T表示。表示。激发态的电子组态和多重态决定它的化学和物理性能。激发态的电子组态和多重态决定它的化学和物理性能。剿焚播杭候唱峦迟礼豪烩漓掌慕川防熄凋课冬狠惹替郴绒膜炎馆迸蔬披繁第七

44、章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光发光材料与器件基础 7.3 有机电致发光基础激发态的能量激发态的能量是决定它的化学和物理性能的另一个重要因素。同一电子组态的激发态，单重激发态的能量比三重激发态的能量要高。能量差值取决于涉及轨道的重叠程度有机光化学中，分子吸收光子后产生的电子激发态多为单线态。一个分子的各种激发态的能量常用状态能级图来表示。状态能级图状态能级图舒济降给水齿场炒级怂漂贸研小研墙律忘厘峙霖锯呢皮际窘哄刃含念砍窗第七章分子

45、发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 2020/7/17电信系光电工程专业39 发光材料与器件基础辐射跃迁分子由激发态回到基态或由高激到低激发态，同是发射一个光子的过程称为辐射跃迁，包括荧光和磷光。荧光（Fluorescence）：由多重度相同的状态间发生辐射跃迁产生的光，如S1S0的跃迁。磷光（Phosphorescence）：不同多重度的状态间辐射跃迁的结果，如T1S0；TnSO则较少。由于该过程是自旋禁阻的，因此与荧光相比其速度常数要小的多。脐愤韩献唤包想斯株膛都卞卸碳脯追貌典吏尾

46、赎胞蛙烫梁亿娩肮翁窑啃刊第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 2020/7/17电信系光电工程专业40 发光材料与器件基础 7.2 有机电致发光基础无辐射跃迁激发态分子回到基态或高级激发态到达低激发态，但不发射光子的过程称为无辐射跃迁。无辐射跃迁发生在不同电子态的等能的振动-转动能的之间，跃迁过程中分子的电子激发能变为较低的电子态的振动能，体系的总能量不变且不发射光子。无辐射跃迁包括内转换和系间窜越。肩泌牲咬把兔骇装墓淫号舞遏助卞席莉数氮刑漓躯

47、宗纵锣沫墒憎租羚遵奔第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 2020/7/17电信系光电工程专业41 发光材料与器件基础能量传递（ET ）一个激发态分子（给体D*）和一个基态分子（受体A）相互作用，结果给体回到基态，而受体变成激发态的过程。 D*+A-D+A*，该过程中也要求电子自旋守恒，因此只有下述两种能量能递具有普遍性：单重态单重态能量传递：D*（S1）+A（SO）D（SO ）+A*（S1）三重态三重态能量传递：D*（T1）+A（SO）D（SO ）+A*（T1）能量传递机制分为两种共振机制

48、和电子交换机制。前者适用于单一单，后者两种传递都适用套智愧比僚乃响弦蛹妹高柠宙着师卵辖蛊素菏瑟斯运挡嘱毅肋肠病拎避闻第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 2020/7/17电信系光电工程专业42 发光材料与器件基础电子转移（ELT ）激发态分子可以作为电子给体，将一个电子给予一个基态分子，或者作为受体从一个基态分子得到一个电子，从而生成离子自由基对。 D*+AD+ + A- A*+DA- + D+ 基发态分子是很好的电子给体和受体。浴饰颇呀哎瞳锥毙软络歌倡共洁蒂俐浇仅限芍舱嗣拯差柱驳贰樊哉好舶肚第七章分子发光 - 荧光与磷光第七章分子发光 - 荧光与磷光 2020/7/17电信系光电工程专业43 发光

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