水相中荧光素和有机相中鲁米诺、光泽精的电位分辨电致化学发光及鲁米诺化学发光的增强和抑制作用研究

论文摘要

论文首先综述了电致化学发光（ECL）、电位分辨电致化学发光（PRECL）、化学发光（CL）增强和抑制作用的研究现状，指出前期关于PRECL的研究仅仅局限于传统的ECL体系在水溶液中的行为，对于一些具有良好的量子产率的荧光物质以及有机相中的ECL体系的PRECL特性还不清楚，另外化学发光增强和抑制作用的机理还有许多不明确的地方。在此基础上，本论文研究了具有高量子产率的荧光素以及传统的鲁米诺、光泽精ECL体系在有机相中的PRECL，并研究了鲁米诺CL和ECL的增强和抑制作用的规律和机理。取得的主要研究成果如下： 1．运用PRECL研究方法，发现碱性荧光素体系在多晶金电极上可以观察到五个发光峰，其峰电位分别为：0.94（ECL-1）、1.51（ECL-2）、1.34（ECL-3）、-0.06（ECL-4）和-0.73～-1.11V（vs SCE）（ECL-5）。通过研究电位扫描方向和范围、氮气和氧气气氛、电解质的种类、NaOH和KBr浓度、以及荧光素浓度的影响，曙红Y（四溴荧光素）的ECL，反应过程中的紫外-可见光谱和荧光光谱，以及不同电位下的各个ECL峰的光谱，提出了五个发光峰的可能机理。除ECL-3以外的所有发光峰都是由于荧光素的电氧化或荧光素与溶液中不同电位下电生成的物质之间发生反应产生（1O2*）2，（1O2*）2将能量传递给溶液中的荧光基团如荧光素或由荧光素电解生成的曙红Y，产生光发射。ECL-3可能是由于OH-在氧化为O2的过程中产生的吸附在电极表面的OH-ad又从电极表面脱附造成的。 2．将鲁米诺的PRECL研究拓展到了有机相中，研究了鲁米诺在氧气饱和的二甲基亚砜（DMSO）中的PRECL。在多晶会电极上的循坏伏安（CV）扫描过程中，发现了分别位于-1.40 V（ECL-1）和-0.34 V（vs SCE）（ECL-2）的两个发光峰以及ECL-1的两个肩峰(位于-0.75 V的S1-1和-1.10 V的S1-2)和ECL-2的一个肩峰（位于-0.87 V的S2）。与鲁米诺在碱性水溶液中的PRECL不同：在DMSO

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电致化学发光
• 1.2.1 电致化学发光的原理
• 1.2.2 电致化学发光的机理类型
• 1.2.3 常见的电致化学发光体系
• 1.2.3.1 稠环芳香烃类物质的电致化学发光
• 1.2.3.2 酰肼类化合物的电致化学发光
• 1.2.3.3 吖啶类化合物的电致化学发光
• 1.2.3.4 无机金属配合物或螯合物的电致化学发光
• 1.2.3.5 阴极电致化学发光
• 1.2.4 电致化学发光在分析科学中的应用
• 1.3 电位分辨电致化学发光
• 1.3.1 鲁米诺体系
• 1.3.1.1 金属电极
• 1.3.1.2 碳电极
• 1.3.1.3 纳米金修饰金电极
• 3²⁺体系'>1.3.2 Ru（bpy）₃²⁺体系
• 1.3.2.1 金属电极
• 1.3.2.2 碳电极
• 1.3.3 光泽精体系
• 1.4 化学发光的增强和抑制作用
• 1.5 本课题的提出
• 参考文献
• 第一部分 电位分辨电致化学发光
• 第二章 金电极上荧光素的电位分辨电致化学发光
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器装置
• 2.2.2 试剂和溶液
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 荧光素在空气气氛中的CV和PRECL行为
• 2.3.2 荧光素在氮气和氧气气氛中的PRECL行为
• 2.3.3 转折电位的影响
• 2.3.4 支持电解质的影响
• 2.3.5 NaOH浓度的影响
• 2.3.6 荧光素浓度的影响
• 2.3.7 荧光素在反应过程中的紫外-可见光谱和荧光光谱
• 2.3.8 ECL光谱
• 2.3.9 曙红Y在金电极上的CV和PRECL行为
• 2.3.10 荧光素在金电极上的ECL机理
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 鲁米诺在二甲基亚砜中的电位分辨电致化学发光
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器装置
• 3.2.2 试剂和溶液
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 鲁米诺在氧气气氛中的CV和PRECL行为
• 3.3.2 鲁米诺在不同气氛中的CV和PRECL行为
• 3.3.3 含水量的影响
• 3.3.4 转折电位的影响
• 3.3.5 支持电解质的影响
• 3.3.6 电极材料的影响
• 3.3.7 鲁米诺浓度的影响
• 3.3.8 各个ECL峰的光谱
• 3.3.9 鲁米诺在DMSO中的ECL机理
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 光泽精在乙醇中的电位分辨电致化学发光
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器装置
• 4.2.2 试剂和溶液
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 光泽精在乙醇中的CV和PRECL行为
• 4.3.2 光泽精在不同气氛中的CV和PRECL行为
• 4.3.3 转折电位的影响
• 4.3.4 支持电解质的影响
• 4.3.5 光泽精浓度的影响
• 4.3.6 各个ECL峰的光谱
• 4.3.7 光泽精在乙醇中的ECL机理
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第二部分 化学发光增强和抑制作用
• 第五章 多酚和氨基酸类化合物对鲁米诺化学发光的增强和抑制作用的机理研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器装置
• 5.2.2 试剂和溶液
• 5.2.1 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 增强和抑制作用与化合物还原性的关系
• 5.3.2 紫外-可见吸收光谱
• 5.3.3 酚类化合物浓度的影响
• 5.3.4 抑制和增强作用的机理
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 苯酚和苯胺类化合物对鲁米诺电致化学发光的增强和抑制作用
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 仪器装置
• 6.2.2 试剂和溶液
• 6.2.3 实验方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 电极电位的选择
• 6.3.2 苯酚和苯胺类化合物对鲁米诺电致化学发光的影响
• 6.3.3 增强和抑制作用与化合物氧化电位的关系
• 6.3.4 苯酚和苯胺类化合物对ECL光谱的影响
• 6.3.5 抑制和增强机理的探讨
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 全文总结
• 附录:攻读博士学位期间发表和待发表的论文
• 致谢