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化学发光现象是一种常见的自然现象,利用化学发光测定化学发光反应反应物、催化剂、增敏剂、抑制剂,偶合反应中的反应物、催化剂、增敏剂的方法叫做化学发光法。 化学发光是物质在化学反应过程中,其物质分子吸收化学能产生光的辐射现象。
如前所述,对于化学发光的研究一般仅局限于分子和离子水平以及简单的分子聚集体如胶束和微乳液等。纳米材料作为一种微尺度的物质构成单元,其特殊的Kubo 效应、小尺寸效应、表面效应及量子隧道效应使其呈现许多奇异的物理、化学性质。近年来,有关纳米材料参与的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]和液相化学发光反应体系受到了越来越广泛的关注。对于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]化学发光反应,张兴荣课题组从2002 年开始利用纳米材料优良的催化性能发展了一系列基于纳米材料的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]化学发光传感器,主要用于易挥发性有机物的测定。例如,乙醇和丙酮蒸气在7 种金属氧化物纳米材料的催化氧化作用下具有化学发光现象,其中纳米TiO2 催化作用下的化学发光信号最强,其可能的发光中间体被认为是氧化生成的激发态乙醛分子,并具有很高的选择性。其它易挥发的有机物如丁酮和乙醛也能够在纳米材料的催化氧化作用下产生[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]化学发光。而挥发性氯代有机物在纳米TiO2 的作用下转化为Cl2;生成的Cl2 被富集在填充纳米TiO2 的管中,可以用柱后化学发光法检测。Bard 等于2002 年在Science 上发表第一篇有关纳米粒子的液相电致化学发光的报道以来,纳米粒子参与的液相电致化学发光和化学发光行为也已经引起了人们的关注。Bard 等报道半导体纳米粒子如Si,CdS,CdSe,CdSe/ZnSe,Ge 以及CdTe 等都可以产生电致化学发光。Poznyak 等报道了半导体CdSe/CdS 纳米粒子与H2O2 反应可以产生液相化学发光,其中CdSe/CdS半导体纳米粒子被鉴定为发光体。Corrales 等人报道了纳米TiO2 型着色剂,其化学发光特性可用于聚合物热稳定性的表征。在半导体纳米粒子参与的化学发光或电致化学发光反应中,半导体纳米粒子的表面缺陷以及量子尺寸效应是产生化学发光的基础。总之,纳米材料作为一种新型化学发光响应单元对于提高化学发光反应的效率以及开发新的化学发光反应体系具有重要意义
由于化学发光信号的检测多采用光电倍增管,后者只对400 ~ 750 nm 的光辐射具有响应,因此早期化学发光的研究也局限于这一波长范围的光辐射。从广义上来说,伴随化学反应的任何波长光辐射都可以认为是化学发光。因此,可以采用不同的检测器对不同波长范围的化学发光进行检测,从而扩展化学发光的研究范围。对于非可见光区的化学发光,目前研究最多的是近红外区的化学发光(IR-CL),往往用于激发态化学反应的机理和动力学等的研究而不是用于分析测定,可以获得有关激发态振动和转动能级的信息。常见的IR-CL 反应往往发生在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]或者气体分子在固体表面的反应,以避免复杂基体的干扰。小分子的IR-CL小分子振动激发态的生成可以有很多方式,最常见的包括活性氧和原子态氢诱导的IR-CL 现象。活性氧参与的红外化学发光反应可以有三种情况。(1) 活性氧与气态小分子发生碰撞反应生成新的激发态物种。文献中常见的反应体系包括:氧原子与乙烯分子反应生成处于振动激发态的CO、CO2、HCO、H2CO 等,在红外区产生多峰发射;大气中的N 原子与活性氧分子反应生成激发态的NO*而产生极光现象。(2) 化学反应生成单线态氧而在1268 nm 处产生单线态氧的双分子发射。这种情况比较普遍,例如亲核试剂催化双环氧乙烷(Dioxirane)分解可以生成单线态氧而发光;亚油酸过氧化物与HOONO 反应也可以生成具有红外发射特性的单线态氧。(3) 单线态氧还可以通过电子-电子能量转移将能量传递给共存的Bi2、Se2等二聚体得到振动激发态而产生红外化学发光。此外,水合三氧化物(Hydrotrioxide)在分解生成自由基的过程中也伴随着红外光发射