荧光量子产率一e测试

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荧光量子产率

2021-12-01 13:11:33 0 1913

定义

荧光物质吸收光后所发射的荧光光子数与所吸收的激发光的光子数之比值，用于表证样品的发光效率。由于激发态分子的衰变过程包含辐射跃迁和非辐射跃迁，故荧光量子产率也可表示为:

可见，荧光量子产率的大小取决于荧光发射过程与非辐射跃迁过程的竞争结果。假如非辐射跃迁的速率远小于辐射跃迁的速率，即∑K<<K_{f ,}Y_f的数值便接近于1。通常情况下，Y的数值总是小于1。Y的数值越大化合物的荧光越强。荧光量子产率的数值大小，主要决定于化合物的结构与性质，同时也与化合物所处的环境因素有关。

测试方法

荧光量子产率的数值，有多种测试方法，一般采用参比法。这种方法是通过比较待测荧光物质和已知荧光量子产率的参比荧光物质两者的稀释溶液在同样激发条件下所测的的积分荧光强度(即校正的发射光谱所包括的面积)和对该激发波长入射光的吸光度而加以测量的。量子产率计算使用下面的公式(公式1):

测试步骤

1. 测量待测样品的吸收和荧光光谱。

2. 选择与待测样品的吸收和荧光位于类似波长范围的已知量子产率的荧光染料作为参照物(确定的测试条件下的量子产率，如:溶剂，激发波长，温度，染料浓度等)。

3. 选择合适的测试条件(如:激发波长，激发波长处的吸光度，相同的仪器设置)，分别测试待测样品和参比染料的吸收和发射光谱，以及相应溶剂的荧光光谱(精确计算时应将其作为被底扣除)。

4. 利用测试数据进行相应计算。

应用举例

1. 发光二极管

高效蓝光发光二极管

通过掺入有机铵构建准二维钙钛矿薄膜是制造具有高光致发光量子产率 (PLQY) 的无针孔薄膜的有效方法。然而，过量的有机铵通过形成绝缘覆盖层阻碍载流子迁移率，并促进低维钙钛矿（n=1和n=2）相的形成，加速非辐射复合，导致发光二极管性能不佳。

天津大学Hongli Liu和Shirong Wang等人将醋酸甲脒添加到准二维钙钛矿中以调节钙钛矿薄膜 (CsFA-Ac) 的光学和电学特性。

2. 生物领域应用

郑州大学化学学院在纳米材料肿瘤治疗领域取得进展通过对COF的边缘进行羟基化改性，得到了一种具有优异的水溶性和纳米级尺寸的COFs材料，极大地促进了产物的有效生物相容性和细胞渗透性。制备所得的CPF-Cu材料具有高效的荧光量子产率(10.3%)，并且在近红外光下表现出了优异的光热转换效率(39.3%)。CPF-Cu不仅能够实现超快细胞染色，同时在光热法治疗肿瘤上也表现出了优异的效果，能够有效的抑制癌细胞生长。该工作通过边缘功能化改性途径，实现了二维材料的生物相容性和光热抗肿瘤治疗特性结合，为二维材料的生物领域应用提供了有效案例和新思路。

3. 荧光材料

荧光材料因其在化学传感器、有机发光二极管、细胞成像造影剂等方面的广泛应用受到越来越多的关注。与无机发光材料相比，有机发光材料不仅具有良好的溶液可加工性，而且成本低廉，易于制备，是柔性显示器的理想材料。然而，由于传统的荧光发色团在固体中的聚集通常会导致荧光猝灭，极大限制了有机发光材料在固体状态下的应用。因此，在有机发光器件的制备中，构筑具有高量子产率和良好可加工性的固态荧光材料至关重要。

参考文献链接：

[1] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202105164

[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S174801322100147X

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