采用溶剂热合成方法, 合成了一例金属-有机框架{［Zn2(OH)(TZI)·2H2O］·6DMF}n (1)(TZI为5-四氮唑间苯二甲酸), 并利用单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、粉末X射线衍射等手段对化合物进行了结构表征。单晶X射线衍射结果显示配合物1呈现出三维孔道结构, 并且孔道中存在未配位的羧基和配位的水分子。随后通过后合成法将Eu(Ⅲ)离子引入到框架中得到具有红光发射特征的Eu(Ⅲ)@1。在275 nm的激发光下, Eu(Ⅲ)@1存在两组荧光发射, 第一组在418 nm处的宽峰为配合物1的荧光发射, 荧光源于有机配体的吸收和发射; 第二组五个发射峰为Eu(Ⅲ)离子的红色特征发射峰, 其主峰为619 nm。尿液中其他成分抗干扰性实验结果表明, Eu(Ⅲ)@1荧光探针对于生物标记物1-萘酚非常敏感, 能够导致红色荧光猝灭(619 nm), 并伴有青色荧光增强(465 nm), 对1-萘酚具有高选择性。荧光滴定实验结果显示Eu(Ⅲ)@1基于465和619 nm处荧光发射峰对1-萘酚的检测限分别为6.95 μmol/L和1.75 mmol/L。
金属-有机框架 Eu(Ⅲ)功能化 溶剂热合成 晶体结构 后合成 荧光 1-萘酚 metal-organic framework Eu(Ⅲ) functionalization solvothermal synthesis crystal structure post-synthesis fluorescence 1-naphthol
1 燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 河北环境工程学院, 河北 秦皇岛 066102
水作为生命之源与人类的生存息息相关, 近年来关于水环境污染的报道越来越多, 不容忽视。 实验以萘酚的两种同分异构体1-萘酚、 2-萘酚的混合物作为研究对象, 提出了一种新的算法, 通过对混合物的三维荧光光谱进行分析来实现水中萘酚的定性定量分析。 利用FS920稳态荧光光谱仪对配制的混合溶液进行扫描得到荧光光谱数据, 并对数据进行一系列的预处理去除拉曼散射和瑞利散射的影响。 将解决盲源分离(BSS)问题的独立成分分析（ICA）算法应用到荧光光谱定性定量分析问题当中, 盲源分离技术就是将测量得到的混合信号作为处理对象进行分解, 实现未知系统中源信号的求解, 并得到混合矩阵。 对混合物中单一物质的识别与测量与盲源分离问题类似。 采用基于负熵最大的快速独立成分分析（FastICA）算法对实验数据进行分解, 将所有样本的三维荧光光谱数据沿发射波长方向展开成为向量, 得到一个大小为（N×M）的矩阵（N为样本数, M为波长数）, 将该矩阵作为快速独立成分分析的输入进行独立分量提取, 输出分别为单组分物质的展开荧光光谱和混合矩阵。 FastICA算法的关键是利用牛顿迭代算法得到解混矩阵, 但迭代过程中复杂的求导问题会使计算量增大、 迭代速度减慢, 针对该算法存在的问题, 提出用差分法（又称为双点弦截法）代替求导的解决方法。 为了验证算法的可行性, 用改进后的算法和原有算法分别对荧光光谱数据进行了五次独立分量提取实验, 原有算法平均运行时间为17.78 s, 而改进后的算法平均运行时间为3.22 s, 比原有算法提高了14.56 s, 有效地减少了计算量, 改善了FastICA算法的迭代速度并且使其收敛性更加稳定。 通过实验结果可以看出改进后的算法得到的光谱更接近真实的光谱。 利用快速独立成分分析算法分解得到的混合矩阵与物质浓度相关, 这是物质定量分析的依据, 但它们之间的关系可能是非线性的, 采用能实现非线性拟合的支持向量回归机（SVR）进行回归预测, 将混合矩阵和实际浓度矩阵分别作为SVR的输入和输出, 利用遗传算法（GA）对支持向量回归机的参数进行优化选择, 并选择径向基核函数（RBF函数）作为SVR的核函数, 建立回归模型, 实现对荧光光谱的定量分析。 1-萘酚的拟合相关系数（r）为0.998 6, 样品回收率（Recovery rate）为96.75%～104.2%, 预测均方根误差（RMSEP）为0.119 μg·L-1; 2-萘酚的拟合相关系数为0.998 8, 样品回收率为96.8%～105.5%, 预测均方根误差为0.1 μg·L-1, 预测结果比较令人满意, 符合预测要求。 实验证明改进的基于负熵最大的FastICA-SVR算法能实现对混合物中1-萘酚、 2-萘酚准确有效的识别和测量, 并且改进之后加快了算法的分解速度。
萘酚 光谱分解 独立成分分析 支持向量回归机 样品回收率 Naphthol Spectral decomposition Independent component analysis Support vector regression Sample recovery rate
综合考虑显色反应选择性、反应速度、灵敏度和偶氮化合物的水溶性等问题, 通过对偶合组分分子结构的理论设计和实验筛选, 研究了显色反应方法和条件, 提出利用J酸(2-氨基-5-萘酚-7-磺酸)作为偶合试剂分光光度法测定水中芳香族氨基化合物。溴化钾催化, 室温下, 亚硝酸盐与芳香族氨基化合物在稀盐酸水溶液中发生重氮化反应, 在碳酸钠水溶液中重氮盐与J酸偶合生成有色偶氮化合物, 最大吸收波长480 nm。所测苯胺、4-氨基苯磺酸和1-萘胺的表观摩尔吸光系数分别为3.95×104, 3.24×104和3.91×104 L·mol-1·cm-1。水中共存离子影响研究结果表明: 地表水中常见离子对测定结果不产生影响。采用J酸分光光度法测定了上海市复兴岛运河水样, 同时, 用标准加入法做回收实验, 实验结果: 苯胺回收率为98.5%～102.1%, 相对标准偏差2.08%。J酸是一种常见有机试剂, 易溶于水, 挥发性低, 其毒性大大低于盐酸萘乙二胺。J酸分光光度法测定芳香族氨基化合物具有灵敏度高、选择性好、操作简单快速、测定结果准确等优点, 可用于环境水体中痕量芳香族氨基化合物的测定。
芳香族氨基化合物 J酸(2-氨基-5-萘酚-7-磺酸) 重氮偶合 分光光度法 Aromatic amino compound J-Acid(2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid) Diazotion-coupling Spectrophotometry
华东师范大学物理系, 华东师范大学量子光学开放研究实验室, 上海 200062
运用Z扫描方法研究了1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚薄膜的非线性光学特性。 用皮秒脉冲激光测得在532 nm处、 光强较低时χ(3)R=1.29×10-9 esu, β=42 cm/GW; 同时研究了不同光脉冲能量时的非线性吸收特性, 发现其非线性吸收随着光强的增大由反饱和吸收转为饱和吸收。
1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚薄膜 三阶非线性极化率 非线性吸收
