实验3 聚乙烯吡咯烷酮的荧光光谱及其影响因素

一、实验目的

1．了解荧光光谱的基本原理。

2．掌握聚合物荧光发射光谱和荧光激发光谱的测试方法。

二、实验原理

荧光是分子从激发态的最低振动能级回到原来基态时发射的光。利用物质被光照射后产生的荧光辐射对该物质进行定性分析和定量分析的方法，称为荧光分析。在一定光源强度下，若保持激发波长不变，扫描得到的荧光强度与发射波长的关系曲线，称为荧光发射光谱；反之，若保持发射波长不变，扫描得到的荧光强度与激发波长的关系曲线，则称为荧光激发光谱。在一定条件下，荧光强度与物质浓度成正比，这是荧光定量分析的基础。荧光分析的灵敏度不仅与溶液的浓度有关，而且与紫外光照射强度及所选测量波长等因素有关。

聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是一种非常重要的水溶性高分子聚合物，它不仅具有优异的溶解性、化学稳定性、成膜性、生理惰性、黏结能力，而且还可以与许多无机、有机、高分子化合物结合形成多种具有独特功能的新型化学品。本实验主要是为了测定pH、无机离子对PVP荧光性能的影响。

三、仪器与试剂

1．仪器：荧光光谱仪（Hitachi, F-4500）。

2．试剂：聚乙烯吡咯烷酮（PVP K30，分子量为4万左右）、氯化锌。

四、实验步骤

1．配制溶液：

（1）配制100mL浓度为1.5×10-6mol/L的PVP水溶液；

（2）用盐酸配制pH=3的水溶液100mL；

（3）配制pH=3的ZnCl2水溶液，浓度为8×10-3mol/L。

2．荧光光谱测定：

（1）荧光光谱仪测定参数的设置。激发波长：300nm；扫描速度：1200nm/min；扫描范围：320～600nm；夹缝宽度：10。

（2）分别将PVP溶液和去离子水、p H为3的水溶液、ZnCl2水溶液以1∶1的体积比混合，测定混合溶液的荧光激发光谱和荧光发射光谱。

五、数据处理

1．比较酸度、ZnCl2对PVP荧光光谱的影响。

2．分析PVP荧光光谱变化的内在原因。

六、思考题

1．是否可以用荧光光谱仪来进行聚合物的定性分析？试解释其原因。

2．荧光物质为什么能产生荧光？

七、参考文献

[1]陈旭东，王新波．聚乙烯吡咯烷酮水溶液荧光光谱特性的研究[J]．中山大学学报（自然科学版），2004,43（3）:54-56.