改性SiO2载体对邻菲咯啉钌荧光特性及氧敏感荧光膜性能的影响.pdf

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1、第33卷第3期影像科学与光化学Vo1．33NO．32015年5月~agingScienceandPhotochemisthttp

2、

3、．yxkxyghx．org改性SiO2载体对邻菲咯啉钌荧光特性及氧敏感荧光膜性能的影响李建雄，左陈，陈建明。，李炳蔚。(1．华南理工大学材料科学与工程学院，广州510640；2．广东生益科技股份有限公司，广东东莞523039；3．新会康宇测控仪器仪表工程有限公司，广东江门529100)摘要：为提高极性荧光指示剂Ru(dpp)。C12在非极性硅橡胶中的分散性，以沉淀白炭黑、气相白炭黑和甲基MQ树脂，栽负荧光指示剂Ru(dpp)。C1

4、z，再填充到二甲基硅橡胶(PDMS)中，制备氧敏感荧光膜。以分光光度计和荧光光谱仪，研究载体种类对Ru(dpp)sC12的吸附性、荧光特性及氧敏感荧光膜性能的影响。白炭黑载负Ru(dpp)。C1z的荧光发射光谱相对其稀溶液约红移20nm。载体表面的甲基可减弱SiO载体对Ru(dpp)。C12分子的吸附性和相互作用，减少荧光发射光谱的红移12nm，提高荧光强度近10倍。白炭黑有助改善Ru(dpp)3C1z在PDMS中的分散性和氧敏感荧光膜的荧光输出和猝灭比，尤以MQ树脂的效果最为显著。关键词：邻菲咯啉钌；发射光谱；MQ树脂；聚二甲基硅氧烷；溶氧传感器doi：10

5、．7517／]．issn．1674—0475．2015．03．211文章编号：1674—0475(2015)03—0211一O7邻菲咯啉钌是一类具有荧光活性的有机一钌络是克服凝胶吸附荧光膜中指示剂流失问题的有效合物。它具有量子效率高、激发态寿命长、可见光方法。然而，强极性的邻菲咯啉钌在非极性的吸收系数大、吸收波长与发射波长差值(Stokes位PDMS中的溶解性差。直接混合时邻菲咯啉钌分移)大、光化学稳定性好等特点，是荧光法溶氧传子易在PDMS基体内聚集，使所得荧光膜的荧光感器中常见的荧光指示剂l1]。聚二甲基硅氧烷响应和灵敏度不佳。改善荧光指示剂分子在包埋(P

6、DMS)是一种透氧性极佳的聚合物材料，其透氧材料中的分散性成为提高此类氧敏感荧光膜性能系数高达6．0×10cm。·cm／cm·s·cmHg，的关键。LuXin等口j贝0采用纳米二氧化硅吸附八且具有良好的成膜性和光化学稳定性l2]。以乙基卟啉铂，然后包埋到PDMS中，用以制备氧敏PDMS包埋邻菲咯啉钌荧制备氧敏感荧光膜，应感荧光膜，发现随着二氧化硅用量增加，指示剂2014—09—06收稿，201412—26录用*通讯作者，E—mail：mclijx@scut．edu．cn212影像科学与光化学第33卷的荧光寿命延长，但是灵敏度却有所降低。锡，分析纯，阿拉丁试剂；

7、盐酸，分析纯，广州化学DanXiao等_4]以硅凝胶颗粒吸附荧光指示剂，然试剂厂；无水乙醇，分析纯，广州化学试剂厂；氮气后包埋在硅橡胶薄膜中制备氧敏感荧光膜。(Nz工业级，99．9)，氧气(O。工业级，99．9)。白炭黑粒子拥有丰富的硅羟基和巨大的比表1．2甲基MQ树脂的合成面[5]，可以很好地吸附水溶性的邻菲咯啉钌。以正硅酸乙酯和六甲基二硅氧烷为原料，合MQ树脂是一类由单硅氧烷(M)单体与和四硅氧成M／Q投料比为0．6的甲基MQ树脂。在干燥烷(Q)单体合成的具有SiOz核和硅烷壳的有机硅洁净的三口烧瓶中加入2．05g无水乙醇、6．42g树脂。可以认为MQ树脂

8、是经硅烷改性的纳米去离子水和2．05g盐酸。升温至6O℃，再加入SiO。粒子。MQ树脂的粒径、密度、极性以及粘度4．86g(0．03too1)六甲基二硅氧烷，搅拌15rain。等性质会随着M组分与Q组分的摩尔比的不同滴加20．8g(0．1mo1)正硅酸乙酯，继续反应而改变。一般来说，当M／Q摩尔比低于0．7时，1．5h，得MQ树脂溶液。MQ树脂极性较大，可溶于醇类等极性溶剂[7'81，1．3荧光指示剂载负应该可吸附强极性的邻菲咯啉钌荧光指示剂；同将荧光指示剂Ru(dpp)。C12配成1％o。的乙醇时，与有机硅胶保持较好的相容性。本文分别以溶液后加入一定量的载体

9、，超声分散20rain，60~C沉淀白炭黑、气相白炭黑和甲基MQ树脂载负荧干燥，得载负1Ru(dpp)。C1。的白炭黑或甲基光指示剂Ru(dpp)。C1。，以分光光度法和荧光光谱MQ树脂粉。敏感膜荧光强度与Ru(dpp)。CI。浓仪分析SiO。载体对荧光指示剂吸附性和荧光特度关系表明，此载负量接近荧光强度一浓度线性响性的影响。并将载负的荧光指示剂填充到PDMS应范围的上限l9]。中，制备氧敏感荧光膜，研究载体对氧敏感荧光膜1．4氧敏感荧光帽制备性能的影响。取o．1g载负Ru(dpp)sC1z的白炭黑或甲基MQ树脂粉，与1gPDMS混合，研磨均匀后加入1实验部分

10、0．2gTEOS和5mg二月桂酸二丁基