氧在自然界中主要以氣態(tài)氧和溶解氧的形式廣泛存在,對(duì)其濃度的精準(zhǔn)測(cè)量在水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究方面具有重要意義。室溫磷光法是基于氧敏感物質(zhì)在周圍環(huán)境存在氧分子時(shí)會(huì)發(fā)生磷光猝滅的原理,實(shí)現(xiàn)對(duì)氣態(tài)氧和溶解氧濃度的測(cè)量。不僅能夠測(cè)量低氧濃度,同時(shí)還具有不消耗待測(cè)環(huán)境中的氧且信噪比較好,然而不足是存在著光漂白的問(wèn)題。本文采用稀土釓離子螯合的血卟啉單甲醚、華卟啉鈉作為氧探針,釓螯合的卟啉因具有毒副性小、穩(wěn)定性好、斯托克斯位移較大、磷光壽命較長(zhǎng)的特點(diǎn)而被廣泛用于氧氣測(cè)量。然而,釓離子螯合的卟啉在測(cè)氧過(guò)程的靈敏度較低,如何提高其測(cè)氧靈敏度是一大問(wèn)題。因此,本文開(kāi)展了釓離子螯合卟啉的室溫磷光氧傳感性能增強(qiáng)的設(shè)計(jì)與研究。開(kāi)展了釓離子螯合卟啉的制備及光學(xué)性質(zhì)表征的研究。利用熱溶劑法合成了釓血卟啉單甲醚（Gd-HMME）和釓華卟啉鈉（Gd-DVDMS）,簡(jiǎn)化了釓螯合卟啉的合成過(guò)程。利用吸收光譜法對(duì)釓卟啉進(jìn)行了表征,通過(guò)對(duì)比Gd-HMME、Gd-DVDMS和HMME、DVDMS的吸收光譜圖B帶與Q帶的數(shù)量和峰位,證明成功合成了Gd-HMME和Gd-DVDMS;利用熒光光譜法對(duì)兩種釓卟啉的發(fā)光特性進(jìn)行了研究,... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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卟啉的化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士論文-3-圖1-2金屬M(fèi)卟啉的化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖金屬卟啉主要是通過(guò)取代N-H鍵中的H元素加以配位，之前卟啉的四個(gè)N-H鍵鍵長(zhǎng)相同，卟啉分子是以一種平面結(jié)構(gòu)的形式存在。然而，配位來(lái)的金屬離子，由于其離子半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于H元素的半徑，金屬卟啉分子無(wú)法再以平面結(jié)構(gòu)形式而存在，取而代之的是金字塔結(jié)構(gòu)，即金屬離子與四個(gè)N元素鍵連構(gòu)成金字塔的棱邊，四個(gè)N元素構(gòu)成金字塔的底部。卟啉由于具有較好的熒光發(fā)射及對(duì)氧敏感性質(zhì)被廣泛用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，卟啉通過(guò)螯合不同種類的金屬離子得到的金屬卟啉衍生物具有更為優(yōu)異的光電性能，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、能源領(lǐng)域、催化領(lǐng)域等都有著非常重要的應(yīng)用。1.2.2金屬卟啉的性質(zhì)及應(yīng)用在化學(xué)催化領(lǐng)域，將金屬卟啉作為催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物質(zhì)的還原。在電化學(xué)析氫過(guò)程中[19,20]，利用金屬卟啉結(jié)合多壁碳納米管替代傳統(tǒng)的鉑金屬催化劑，在水性介質(zhì)和非水性介質(zhì)中金屬卟啉表現(xiàn)出良好的析氫性能[21]。全世界都在為解決氣候變化紛紛獻(xiàn)策，科研工作者提出利用第二配位得到的金屬卟啉對(duì)二氧化碳進(jìn)行化學(xué)還原，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的捕獲、轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)和利用，推動(dòng)世界范圍內(nèi)大氣二氧化碳水平的降低及低廉的化學(xué)燃料的生產(chǎn)[22]。在能源電池領(lǐng)域，金屬卟啉可作為太陽(yáng)能電池的界面材料。利用金屬卟啉來(lái)改變鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光伏性能。同濟(jì)大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)將金屬卟啉作為3,4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT：PSS）和鈣鈦礦層之間的中間層，不僅使鈣鈦礦層的能級(jí)更加匹配，而且改善了鈣鈦礦層的質(zhì)量,使得太陽(yáng)能電池在提供高壓的同時(shí)還能提高工作電流，提高了設(shè)備的功率轉(zhuǎn)換效率[23]。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具有良好光敏性、聲敏性及核磁共振性能的金屬卟啉被廣泛用于疾病的診斷和治療。光動(dòng)力療法是光學(xué)與生物醫(yī)學(xué)

丈淶轎鎦噬希?庾詠?芰看?莞?鎦史腫櫻?τ誚系湍薌渡系牡繾?躍遷到較高能級(jí)。2S+1常用來(lái)表示多重態(tài)的電子激發(fā)態(tài)，S代表電子的總自旋量子數(shù)，通常等于0或1。對(duì)于卟啉及金屬卟啉這類大分子物質(zhì)，其所有電子均發(fā)生了自旋配對(duì)，電子的總自旋量子數(shù)S為0，所以金屬卟啉的基態(tài)為單重態(tài)S0。分子在吸收能量后，導(dǎo)致一個(gè)電子被激發(fā)到一個(gè)更高能量的軌道，電子躍遷過(guò)程中不發(fā)生自旋方向的改變，則該電子躍遷到單重激發(fā)態(tài)；若電子在躍遷過(guò)程中發(fā)生自旋方向的改變，則出現(xiàn)兩個(gè)自旋方向相同的電子，此時(shí)S=1，電子處于三重激發(fā)態(tài)T。圖1-3金屬卟啉分子的輻射和無(wú)輻射過(guò)程圖[26]


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