，参考羟基喹啉取出后再用二次水冲洗以除去电极周围吸附物，氮气吹干后即得。自组装膜的制备将浸泡于的中酸化，使其表面带正电荷，于浓度为的羟基喹啉溶液中浸泡约小时，取出用二次水冲洗后用氮气吹干，储存于阴暗处。酸化羟基喹啉铝羟基喹啉汞的合成将加入到体积比为膜技术应用于荧光分析，构筑新型可再生式荧光传感和超分子识别体系。。在研究比较羟基喹啉和羟基喹啉铝荧光性质的基础上，通过控制溶液调整其存在形式，利用荧光物质与半胱氨酸的静电作用将其间接组装在单层膜上，制备荧光物质双层膜，有效抑制了荧光物质直接接触金表面而引起的荧光猝灭。成功地观察到了自组装膜溶液界面的强荧光，并采用电化学荧光光谱，电子能谱和扫描电镜等方法表征自组装膜。同时利用金属离子会与羟基喹啉铝发生作用而产生荧光猝灭的原理，将自组装膜技术应用于荧光分析电镜等方法表征自组装膜。同时利用金属离子会与羟基喹啉铝发生作用而产生荧光猝灭的原理，将自组装成功地溶液调整其存在形式，利用荧光物质与半胱氨酸的静电作用将其间接组装在单层膜上，制备荧光物质双层膜，有效抑制了荧光物质直接接触金表面而引起的荧光猝灭。部分内容简介种含氮化合物，羟基喹啉铝是重金属离子的良好配体，对汞离子具有良好的选择性，可用于重金属汞离子的检测。本论文以羟基喹啉和氯化铝为原料，合成荧光特性更好的羟基喹啉铝。在研究比较羟基喹啉和羟基喹啉铝荧光性质的基础上，通过控制溶液调整其存在形式，利用荧光物质与半胱氨酸的静电作用将其间接组装在单层膜上，制备荧光物质双层膜，有效抑制了荧光物质直接接触金表面而引起的荧光猝灭。成功地观察到了自组装膜溶液界面的强荧光，并采用电化学荧光光谱，电子能谱和扫描电镜等方法表征自组装膜。同时利用金属离子会与羟基喹啉铝发生作用而产生荧光猝灭的原理，将自组装膜技术应用于荧光分析，构筑新型可再生式荧光传感和超分子识别体系。在实验中讨论了组装电极的各种优化条件确定了先用半胱胺酸溶液浸泡小时，再用溶液酸化，最后浸泡有定值的荧光物质溶液的方法，制成电极。实验结果表明用这种修饰电极测定汞离子具有较高的灵敏度。二实验部分实验仪器与试剂仪器荧光分光光度计日本电化学综合分析仪美国扫描电镜日本电子能谱仪英国公司基础型美国公司纯化水系统试剂羟基喹啉铝自合成，参考羟基喹啉上海曹阳中学化工厂半胱胺酸上海曹阳中学化工厂实验用水为基础型美国公司纯化水系统提供，所用试剂均为分析纯以上。实验内容自组装膜的制备组装机理通过键作用，在金电极表面组装上半胱氨酸，接着酸化后，再利用静电吸引组装上羟基喹啉。反应式如下图双层膜的组装过程的制备先将自制的金片表面用石英砂打磨，然后用粉末抛光成镜面后，用二次水冲洗，并超声波清洗两次，每次分钟，接着在中用循环伏安法扫描圈至稳定三电极体系电极为参比电极，铂丝电极为对比电极，金电极为工作电极，电位扫描范围为。经预处理后的金电极用二次水冲洗后浸泡在的半胱氨酸溶液中小时。取出后再用二次水冲洗以除去电极周围吸附物，氮气吹干后即得。自组装膜的制备将浸泡于的中酸化，使其表面带正电荷，于浓度为的羟基喹啉溶液中浸泡约小时，取出用二次水冲洗后用氮气吹干，储存于阴暗处。酸化羟基喹啉铝羟基喹啉汞的合成将加入到体积比为的乙醇水混合液中，再将加入乙醇溶液中，微热搅拌至溶解，两种溶液混合后，于下边搅拌边滴加氨水至，继续搅拌，静置，抽滤，分别以乙醇和蒸馏水各洗涤次，下真空干燥，产物为黄色晶体。反应式如下图羟基喹啉铝合成反应式的制备羟基喹啉是荧光效率低的物质，但螯合后的羟基喹啉铝荧光效率大大提高，是制备荧光性自组装膜的良好材料。其组装机理如下图双层膜的组装过程自组装膜荧光光谱测定将自组装膜用二次水冲洗并用氮气吹干后，在荧光分光光度计酸化上测绘校正荧光光谱。的氙灯为激发光源，将膜置于的石英比色皿中，用固定架调整膜与荧光分光光度计的入射光成，以保证最大限度接受荧光信号而干扰最小。激发和发射狭缝均为。经实验结果表明，的最佳激发波长为，引入后，形成的的最佳激发波长为。电化学实验将预处理过的金片分别浸泡，半胱氨酸溶液，在电化学综合分析仪上进行电化学实验，分别以裸和为工作电极，置于的底液先通约，进行循环伏安扫描，以选择膜的优化条件。膜的结构表征用扫描电镜电子能谱仪对和进行膜结构表征，电压，电流，在液氮保护下测定。三结果与讨论羟基喹啉和羟基喹啉铝溶液溶剂激发波长和的选择溶剂的选择羟基喹啉可溶于多种有机溶剂，考虑到乙醇本身无毒性，且不会影响到羟基喹啉的荧光性质，因此实验中选用乙醇作为羟基喹啉的溶剂。不溶于水和乙醇，但能溶于三氯甲烷丙酮环己烷等有机溶剂。据有关文献报道，的荧光量子效率主要受溶剂分子结构和溶剂溶液粘度的影响。在芳烃化合物溶剂中，的荧光量子效率都比较低。而在氯代烃溶剂中，三氯甲烷的荧光量和才分别在和处有荧光峰出现，表明荧光物质已经组装到上。图中于有出现荧光峰，而羟基喹啉铝三氯甲烷溶液出峰位置为。这可能是由于羟基喹啉铝分子在自组装膜上和在溶液中所处的微环境不同，而使分子间作用力不同所致。膜的结构表征图是和浸泡汞离子前后的扫描电镜照片，从图中可以看出，相比于单层膜的表面，双层膜表面有明显的不同。将浸泡了汞离子后，膜表面有固体颗粒出现图。相对应的浸泡汞离子前后的膜的能谱图也证明如此，如图所示，可以发现浸泡汞离子后的能谱图中有元素出现，推测是汞离子与作用而结合在膜表面上。图扫描电镜图浸泡前和后的扫描电镜图图在浸泡前和后的电子能谱图羟基喹啉铝羟基喹啉溶液及自组装膜稳定性能的比较溶液荧光强度的比较实验过程中，分别对同浓度下的羟基喹啉铝羟基喹啉溶液及其自组装分别进行荧光光谱测定，从图可以看出，表明羟基喹啉铝溶液和自组装双层膜荧光效果较羟基喹啉好。金属离子本身没有荧光特性，但由于它的存在，可使些原来不发生荧光的物质发生荧光或使弱荧光物质成为强荧光物质，这种作用称为金属离子微扰下的配位体发光。那些具有稳定的价态，而且电子构型属于充满半充满或全空的金属离子，它们所形成的羟基喹啉螯合物具有强的荧光特性。是种稳定的氧化态，其价电子轨道全空，羟基喹啉铝的配位体在的微扰下，受激发发生跃迁，然后发射强的荧光。稳定性的比较实验结果表明羟基喹啉易受潮变黄，固体及溶液露置于空气中变黄进而变黑，在空气中及高温下是不稳定的，并且组装双层膜稳定性差，放置周后再进行测定，测不出荧光。羟基喹啉与铝离子的络合作用很强，但是溶液则是不稳定的，其溶液静置周后便会由浅黄色变为褐色至黑色。在实验中，都使用新鲜配制的羟基喹啉铝溶液。在对其溶液的稳定性研究的同时，还进行了以下的实验测量组装后的双层膜的荧光强度，放置五周后避光保存，再测量其荧光强度，发现两者的荧光强度并没有发生变化。膜的稳定性较好。综合荧光强度和稳定性能两方面来考虑，在选用双层膜对汞离子进行测定实验中，采用羟基喹啉铝来修饰以此自组装双层膜来实现对汞离子较高灵敏度和选择性的测定。的荧光传感分析汞离子的荧光传感的分析特性实验过程中发现的作用会导致羟基喹啉铝荧光物质的荧光强度减弱，即发生荧光猝灭，可用于传感分析。基于荧光猝灭的原理，实验中将组装电极应用于的荧光传感分析。以对汞离子浓度作图，如图所示随着的增加，自组装膜荧光强度不断下降。为了说明测定低浓度汞离子的准确性，进行了空白实验。结果如图所示二次水中汞离子浓度低，在实验中不产生干扰。图猝灭实验与空白实验比较图形空白实验水水水猝灭实验自组装膜对的响应线性图如图所示线性相关系数。图自组装随汞离子浓度变化的荧光强度变化曲线为了探讨对羟基喹啉铝的作用机理，进行羟基喹啉汞与羟基喹啉铝荧光性能的比较，如图所示羟基喹啉铝的荧光性能优于羟基喹啉汞，金属铝离子具有增强的荧光特性，而的加入使羟基喹啉溶液的荧光反而下降。有可能是因为汞离子将铝离子替代下来，发生反应生成羟基喹啉汞使荧光强度下降。为了进步说明实验的机理，进行对溶液荧光强度的影响实验，实验结果表明随着浓度的增大，溶液荧光强度不断下降。且在溶液中下降的趋势比在自组装膜上下降的更快，此实验进步说明有可能是汞离子与发生反应而使荧光强度下降。图羟基喹啉铝羟基喹啉汞与羟基喹啉溶液荧光谱图图对溶液的猝灭实验四结论通过改变溶液来调整荧光试剂羟基喹啉即羟基喹啉铝和半胱氨酸的荷电状态，借静电吸引间接组装羟基喹啉羟基喹啉铝于已组装有半胱氨酸的金表面，而获得具有荧光特性的双层膜。并确定了最佳组装条件在羟基喹啉铝溶液羟基喹啉溶液羟基喹啉汞溶液半胱氨酸中浸泡小时，用的酸化，再浸泡羟基喹啉即羟基喹啉铝。实验结果表明，在羟基喹啉金属螯合物中，金属铝离子具有增强的荧光特性，而汞离子对羟基喹啉的荧光有猝灭作用，因此根据以上组装条件制备的羟基喹啉铝自组装双层膜，成功地观察到了自组装膜界面溶液的荧光，并将其应用于重金属离子的测定。五参考文献李景虹自组装膜电化学高等教育出版社，张锦，刘忠范等末端碳链长度对偶氮苯自组装膜结构的影响物理化学学报，孙向英，翁文婷荧光性自组装双层膜的制备及性能研究高等学校化学学报翁文婷，孙向英基于配位桥联作用组建荧光性多层膜华侨大学学报自然科学版，已收录陈国珍，荧光分析法，北京科学出版社吴玉琦，朱文清，张步清，等羟基喹啉铝提纯的改进及其性质研究上海大学学报自然科学版