聚苯乙烯熒光微球的制備及其氧傳感性能研究.pdf

1、氧氣是世界上最重要的物質(zhì)，與生物的呼吸作用息息相關(guān)。對氧氣的準確測量在很多研究領域都有很廣泛的應用。本論文制備出一系列氧敏感熒光微球用作光化學氧傳感器來檢測水中溶解氧。通過不同的制備工藝，八乙基卟啉鉑(PtOEP)被包埋在聚苯乙烯微球基體中；考察了熒光微球粒徑、熒光物質(zhì)負載率、不同溶脹體系以及不同pH緩沖液對氧傳感性能的影響。
　　采用無皂乳液法合成熒光微球時，研究了單體含量對熒光微球粒徑的影響；實驗結(jié)果表明，隨著苯乙烯單體含量的

2、增加，微球粒徑增大；小粒徑熒光微球?qū)λ械娜芙庋醣憩F(xiàn)出良好的響應能力，猝滅比達到4.50；另外，在不同氮氧飽和水環(huán)境中循環(huán)5次，熒光光強衰減為9％；放置3個月后的熒光微球乳液在紫外光持續(xù)照射1 h后熒光強度衰減僅為5.20%，光穩(wěn)定性良好。
　　采用溶脹法制備熒光微球時，發(fā)現(xiàn)溶脹劑的過量加入會使得微球表面燒蝕。實驗結(jié)果表明，以四氫呋喃(THF)為溶脹劑，水為分散體系制得的熒光微球，隨著THF含量的增加，熒光物質(zhì)負載率呈現(xiàn)先增加后減

3、少的趨勢，當THF與水的比例為1:500時候，達到峰值為51.06%。以氯仿(CHCl3)為溶脹劑，異丙醇為分散劑時，最高熒光物質(zhì)負載率為15.06%，氯仿和異丙醇的體積比為1:167。在兩個體系中，分別選取熒光負載率高的微球作為研究對象，對其氧傳感性能進行了考察。實驗結(jié)果表明，以THF和CHCl3為溶脹劑的熒光微球，最佳熒光猝滅比分別為4.00和1.52；對氧氣的猝滅時間分別為16 s和60 s。在紫外光照射1h后，其熒光強度分別衰減

4、了2.2%和2.1%。對THF溶脹法制備的熒光微球在不同pH緩沖液中的氧傳感性能進行考察，發(fā)現(xiàn)熒光發(fā)射譜的峰位不變；檢測靈敏度高，對溶解氧響應速度快；循環(huán)穩(wěn)定性、耐光穩(wěn)定性、耐酸堿性優(yōu)良，并建立了Stern-Volmer方程。
　　最后對熒光微球作為微納氧傳感器對魚缸水、自來水和江水中的溶解氧含量進行了檢測，其溶解氧含量分別為5.06、6.36和12.05 mg/L。實驗數(shù)據(jù)與相關(guān)文獻報道和生產(chǎn)生活常識吻合，表明氧敏感熒光微球在用