Сенсибилизированная фосфоресценция полициклических ароматических углеводородов в мицеллах додецилсульфата натрия и ее аналитическое применение

• Автор: Горячева, Ирина Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СПЕКТРОСКОПИЯ ТРИПЛЕТНОГО СОСТОЯНИЯ МОЛЕКУЛ ЛЮМИНОФОРОВ, ПРИМЕНЕНИЕ В АНАЛИЗЕ.

1.1. Влияние различных факторов на триплетные состояния органических молекул.

1.1.1. Влияние температуры.

1Л .2. Влияние тяжелого атома

1Л .3. Влияние мицеллярных сред.

1.2. Безызлучательный триплеттриплетный перенос энергии электронного возбуждения в мицеллярных средах
1.2.1 Механизм триплеттриплетного переноса энергии и особенности протекания этого процесса в мицеллярных средах

1.2.2. Влияние различных факторов на сенсибилизированную

фосфоресценцию
1.3. Применение фосфориметрии в анализе.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТЕАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Реактивы.
2.2. Аппаратура и техника измерений.
2.3. Методики расчета констант и обработки экспериментальных данных .
2.3.1. Расчет констант скорости затухания длительных процессов люминесценции.
2.3.2. Расчет констант скорости тушения люминесценции.
2.3.3. Обработка экспериментальных данных .
ГЛАВА 3. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В МИЦЕЛЛЯРНЫХ РАСТВОРАХ ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ
3.1. Исследование флуоресцентных характеристик молекул АУ в мицеллярных и во дноэтанол ьных растворах
3.1.1 .Спектральные характеристики
3.1.2. Исследование процессов тушения флуоресценции молекул Г1АУ
3.2. Исследование фосфоресценции молекул ПАУ в присутствии тяжелых атомов
3.2.1.Спектральные характеристики.
3.2.2.Изучение связывания кислорода сульфитионами в мицеллярных растворах ДДС.
3.2.3.Характеристики тушения триплетных состояний молекул ПАУ ионами таллия I
ГЛАВА 4. СЕНСИБИЛИЗИРОВАННАЯ ФОСФОРЕСЦЕНЦИЯ ПОЛИ ЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМА ТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В МИЦЕЛЛЯРНЫХ РАСТВОРАХ ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ .
4.1. Выбор доноров триплетной энергии и изучение их спектральнокинетических характеристик
4.1.1. Изучение спектральных характеристик акридиновых красителей в водномицеллярных растворах ДДС.
4.1.2. Исследование влияния ионов таллия I на возбужденные состояния молекул красителей в мицеллярных растворах ДДС
4.1.3. Изучение распределения молекул красителей в водномицеллярном растворе ДДС
4.1.4. Триплеттриплетный перенос энергии в системе акридиновый
краситель ПАУ.
4.2. Изучение сенсибилизированной фосфоресценции ПАУ в растворах ДДС.
4.2.1. Спектральные характеристики сенсибилизированной фосфоресценции ПАУ.
4.2.2. Влияние тяжелого атома на сенсибилизированную фосфоресценцию ПАУ
5. ПРИМЕНЕНИЕ ФОСФОРИМЕТРИИ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ В МИЦЕЛЛАХ ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
5.1. Аналитические и метрологические характеристики люминесцентных методов определения пирена, солюбилизированного в мицеллярных растворах ДДС.
5.1.1. Флуоресценция
5.1.2. Фосфоресценция
5.1.3. Сенсибилизированная фосфоресценция.
5.2. Применение сенсибилизированной фосфоресценции для повышения избирательности определения ПАУ.
5.3. Фосфориметрическое определение пирена, антрацена и флуорена в образцах бензина
5.3.1. Методы определения ПАУ
5.3.2. Изучение экстракция ПАУ из модельных растворов в гексане
5.3.2. Определение степени экстракции пирена, антрацена и флуорена.
5.3.3. Анализ образцов бензина.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Апробация работы Основные результаты работы доложены на Всероссийской конференции молодых ученых Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии Саратов, , X Всероссийской конференции по химическим реактивам Реактив Москва, , Всероссийском семинаре Проблемы и достижения люминесцентной спектроскопии Саратов, , Европейской конференции i , , , III Всеросийской конференции по анализу объектов окружающей среды ЭКОАНАЛИТИКА Краснодар, , XXXVI Международной студенческой конференции Студент и научнотехнический прогресс Новосибирск, , XXIV Европейском конгрессе по молекулярной спектроскопии , , РоссийскоЯпонском симпозиуме по аналитической химии II , , Конференции по люминесценции и спектроскопии , , , XVI Менделеевском конгрессе по общей и прикладной химии , , VII Международной конференции vi x i i i1 Иваново, , II Всеросийской научной конференции Физические проблемы экологии Физическая экология Москва, . Публикации По материалам диссертации опубликовано работ 6 статей в центральной печати, тезиса докладов, из них 8 тезисов Международных конференций. Структура и объем работы Диссертационная работа изложена на 3 страницах, включая введение, 5 глав, выводы, список литературы 3 источника и приложение. Работа содержит рисунков и таблиц. В первой главе представлен анализ факторов, влияющих на характеристики фосфоресцентного излучения органических молекул, при непосредственном возбуждении в полосе синглетсинглстного поглощения и при заселении триплетных состояний переносом энергии от молекул донора. Также приведен анализ литературных данных по методам фосфориметрического определения органических соединений. Вторая глава освещает технику эксперимента и методику обработки экспериментальных данных. Третья и четвертая главы посвящены изучению люминесцентных характеристик ПАУ в мицеллах ДДС при непосредственном возбуждении в полосе поглощения и при возбуждении по механизму триплеттриплетного переноса, соответственно, изучению условий влияющих на фосфоресценцию и сенсибилизированную фосфоресценцию. В пятой главе проведены результаты сравнительного определения ПАУ различными люминесцентными методами, изучены возможности повышения селективности их фосфоресцентного анализа подбором соответствующего донора, обуславливающего возникновение сенсибилизированной фосфоресценции, а также описаны пробоподготовка и методики фосфориметрического определения пирена, антрацена и флуорена в различных образцах бензина. Излучательные и безызлучательные переходы молекул люминофоров из триплетного состояния в основное или возбужденное синглетное состояние запрещены по спину 1,2. Это обуславливает их малую вероятность, значительно большее время жизни триплетных состояний по сравнению с синглетными, и, как следствие, более высокую чувствительность к тушащим примесям и свойствам среды. Рассмотрим некоторые условия, влияющие на скорость излучательного перехода из триплетного состояния, ответственного за фосфоресценцию люминофоров. Низкотемпературная фосфориметрия в этаноле и смесях на его основе либо в органических стеклах при температуре К 3 является классическим методом наблюдения фосфоресценции. С помощью этого метода получена обширная информация о структуре возбужденных состояний органических молекул, их спектральнолюминесцентных свойствах. При переходе к комнатной температуре под этим термином в литературе описан интервал температур С наблюдается резкое снижение квантового выхода фосфоресценции в результате увеличения скорости безызлучательных процессов, как внутри так и межмолекулярных. Так, например, квантовый выход фосфоресценции молекул бензофенона при К равен 1, а в гексане при комнатной температуре его фосфоресценция не наблюдается 4. Для уменьшения роли этого фактора и повышения квантового выхода фосфоресценции предложен метод наблюдения фосфоресценции при комнатной температуре ФКТ на твердой подложке. В качестве подложек применяются фильтровальная бумага, силикагель, асбест, ацетат натрия, полимерные подложки . Интенсивность ФКТ во многом определяется влиянием субстрата 5, . В присутствии влаги наблюдается снижение интенсивности фосфоресценции. Причинами этого являются эффект размягчения среды, а так же увеличении диффузии кислорода, который является тушителем фосфоресценции 5. Фосфоресценция в гомогенных средах при комнатной температуре для некоторых галогенпроизводных ароматических соединений, обладающих жесткой структурой наблюдается и в растворах гексана 4. Однако, гибкие молекулы, такие как дифенил, проявляющие интенсивную фосфоресценцию в жестких матрицах при низких температурах, при комнатной температуре теряют энергию возбуждения в безызлучательных процессах.