吡羅紅G在表面活性劑溶液中的光譜行為的研究

吡羅紅G在表面活性劑溶液中的光譜行為的研究

楊磊1，于思琦2，范大偉1*

(1. 濟南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東濟南250022；2. 山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，山東濟南250100)

[摘要]本文采用熒光光譜法研究了陰離子表面活性劑十二烷基磺酸鈉(SLS)與吡羅紅G的相互作用的光譜行為，同時考察了硫酸鈉和尿素對體系熒光強度的影響，并初步探討了其相互作用機理.

[關(guān)鍵詞]熒光光譜法；吡羅紅G；十二烷基磺酸鈉；光譜行為[收稿日期]2015-07-03

[基金項目]國家自然科學(xué)基金資助項目(項目編號：21103071).

[作者簡介]范大偉(1982-)，女，山東濟南人，濟南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院講師，理學(xué)博士，主要從事究分析化學(xué)、膠體化學(xué)的研究.

[中圖分類號]O657.32 [文獻標(biāo)識碼]A

0引言

實際生活中，對目標(biāo)物的分析檢測，是當(dāng)前科研的熱點[1-3].而表面活性劑和染料之間的作用在紡織染色、膠團催化等方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景[4-6].研究人員發(fā)現(xiàn)，在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中，經(jīng)常有一些影響膠團大小、膠團形成和形貌的無機電解質(zhì).通過研究它們的相互行為，為試驗熒光染料與表面活性劑水中的存在狀態(tài)、表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)的實驗提供了更好的方案.本研究通過熒光光譜法探索了十二烷基磺酸鈉(SLS)與吡羅紅G(PG)的相互作用，同時探究了硫酸鈉和尿素對體系熒光強度的影響，并初步探討了其相互作用機理.

1實驗部分

1.1儀器與試劑

1.1.1儀器

紫外-可見分光光度計(UV-3101PC型，日本島津)；酸度計(PHS-3B型，上海精密科學(xué)儀器有限公司)；熒光/磷光/發(fā)光分光光度計(LS55，美國PE公司).

1.1.2試劑

PG；SLS；硫酸鈉；尿素.

1.2實驗方法

依次向10 mL的比色管中加入的吡羅紅G(0.60 mL 2.0(10-5mol.L-1)和一定量的SLS溶液，然后定容，搖勻，5 min靜置后以554 nm為發(fā)射波長，525 nm為激發(fā)波長，測定其熒光的強度.

2結(jié)果與討論

2.1PG的熒光光譜

通過熒光光度計分析PG溶液的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，能夠得出，最大激發(fā)波長為525 nm，最大發(fā)射波長為554 nm.而且隨吡羅紅G的溶液濃度增大，熒光產(chǎn)生了自淬滅現(xiàn)象.當(dāng)吡羅紅G的濃度小于2.0×10-6mol.L-1時，熒光強度值與吡羅紅G成正比，當(dāng)吡羅紅G的濃度大于2.0×10-6mol.L-1，熒光強度與吡羅紅G的濃度的比率逐漸減小，產(chǎn)生了猝滅現(xiàn)象.因此選用吡羅紅G濃度為1.2×10-6mol.L-1的溶液進行試驗，使吡羅紅G全部為單體的形式存在.

圖1　吡羅紅G溶液的熒光激發(fā)A和發(fā)射B光譜

2.2SLS-PG體系的熒光光譜

SLS的存在會影響PG的熒光強度，如圖2所示.當(dāng)SLS濃度低于3.3×10-3mol.L-1時，隨著PG的熒光強度的增大，SLS濃度的逐漸降低；當(dāng)SDS濃度高于3.3×10-3mol.L-1時，其發(fā)射波長的峰位發(fā)生了紅移，并且激發(fā)波長的峰位同樣發(fā)生明顯的紅移，熒光強度慢慢增強.當(dāng)SLS的濃度增加到其臨界膠束濃度時，隨著表面活性劑濃度的增大，其熒光強度就不再增大，出現(xiàn)一個恒定值.

圖2　SLS濃度對PG熒光強度的影響　　圖3　尿素和硫酸鈉對吡羅紅G和SLS相互

作用的影響a Na2SO4: 5×10-3mol.L-1；b無添

加劑 c尿素: 1mol/L(PG: 1.2×10-6mol.L-1)

2.3尿素和硫酸鈉對PG和SLS相互作用的影響

尿素和硫酸鈉對吡羅紅G和SLS相互作用的影響如圖3所示.尿素可以通過水分子與其氫鍵結(jié)合，從而破壞SLS疏水基碳?xì)滏湹闹車Y(jié)構(gòu)，使它很難形成膠團，臨界膠束濃度變大.而加入電解質(zhì)Na2SO4，由于鹽析作用削弱了SLS親水基與水分子的結(jié)合，促進了膠團的形成，CMC變小.表面活性劑是以膠團的形式與吡羅紅G相互作用的，尿素與Na2SO4對SLS形成膠團的趨勢產(chǎn)生不同的影響，它們對染料與SLS的相互作用也就顯示出不同的影響.

3結(jié)論

采用熒光光譜法研究了SLS和吡羅紅G的相互作用.隨著SLS濃度的增加，吡羅紅G的熒光強度先降低后增大，最后達(dá)到一個平臺.同時考察了無機物-硫酸鈉以及有機物-尿素對體系的CMC的影響，發(fā)現(xiàn)硫酸鈉使得體系的CMC變小，而尿素則使得體系的CMC增大.

參考文獻

[1]吳鴻偉, 董運勤, 黃二全. 香煙燃燒過程中重金屬含量及分布規(guī)律的研究[J]. 棗莊學(xué)院學(xué)報, 2014, 31(5): 78-81.

[2]王文, 張敏, 王金虎. 離子色譜法測定棗莊市四種水中的陰離子[J]. 棗莊學(xué)院學(xué)報, 2015, 32(2): 89-92.

[3]李鳳剛, 付微亭, 耿超, 等. 棗莊柴里煤氧化產(chǎn)物的熱重和紅外分析[J]. 棗莊學(xué)院學(xué)報, 2013, 30(5): 39-43.

[4]Jyotirmay Maiti, Yeasmin Sarkar, Partha Pratim Parui, Sandipan Chakraborty, Suman Biswas, Ranjan Das. Photophysical study of a charge transfer oxazole dye in micelles: Role of surfactant headgroups [J]. Journal of Luminescence, 2015, 163, 21-27.

[5]Artur Sikorski, Damian Trzybiński. Structural insight into the interactions between a cationic dye and an anionic surfactant in crystals of 9-aminoacridinium dodecyl sulfate [J]. Journal of Molecular Structure, 2014, 1076, 490-495.

[6]Dongmei Zhang, Guangming Zeng, Jinhui Huang, Wenkai Bi, Gengxin Xie. Spectroscopic studies of dye-surfactant interactions with the co-existence of heavy metal ions for foam fractionation [J]. Journal of Environmental Sciences, 2012, 24, 2068-2074.

[責(zé)任編輯：周峰巖]

Spectrum Reaction Studies on the Interaction of Pyronine G and Surfactant by Fluorescence

YANG Lei1, YU Si-qi2, FAN Da-wei1*

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering, University of Jinan, Jinan, China, 250022;

2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan, China 250100)

Abstract：The spectrum reaction between pyronine G (PG) and sodium laurye sulfouate (SLS) was investigated by fluorescence. On the other hand, the influence of Na2SO4 and carbamide on the fluorescence intensity of PG-SLS system was studied, and the interaction mechanism was also discussed.

Key words：fluorescence; pyronine G; sodium laurye sulfouate (SLS); spectrum reaction