吡罗红G在表面活性剂溶液中的光谱行为的研究

吡罗红G在表面活性剂溶液中的光谱行为的研究

杨磊1，于思琦2，范大伟1*

(1. 济南大学化学化工学院，山东济南250022；2. 山东大学化学与化工学院，山东济南250100)

[摘要]本文采用荧光光谱法研究了阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SLS)与吡罗红G的相互作用的光谱行为，同时考察了硫酸钠和尿素对体系荧光强度的影响，并初步探讨了其相互作用机理.

[关键词]荧光光谱法；吡罗红G；十二烷基磺酸钠；光谱行为[收稿日期]2015-07-03

[基金项目]国家自然科学基金资助项目(项目编号：21103071).

[作者简介]范大伟(1982-)，女，山东济南人，济南大学化学化工学院讲师，理学博士，主要从事究分析化学、胶体化学的研究.

[中图分类号]O657.32 [文献标识码]A

0引言

实际生活中，对目标物的分析检测，是当前科研的热点[1-3].而表面活性剂和染料之间的作用在纺织染色、胶团催化等方面有着非常广阔的应用前景[4-6].研究人员发现，在实际的生产应用中，经常有一些影响胶团大小、胶团形成和形貌的无机电解质.通过研究它们的相互行为，为试验荧光染料与表面活性剂水中的存在状态、表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)的实验提供了更好的方案.本研究通过荧光光谱法探索了十二烷基磺酸钠(SLS)与吡罗红G(PG)的相互作用，同时探究了硫酸钠和尿素对体系荧光强度的影响，并初步探讨了其相互作用机理.

1实验部分

1.1仪器与试剂

1.1.1仪器

紫外-可见分光光度计(UV-3101PC型，日本岛津)；酸度计(PHS-3B型，上海精密科学仪器有限公司)；荧光/磷光/发光分光光度计(LS55，美国PE公司).

1.1.2试剂

PG；SLS；硫酸钠；尿素.

1.2实验方法

依次向10 mL的比色管中加入的吡罗红G(0.60 mL 2.0(10-5mol.L-1)和一定量的SLS溶液，然后定容，摇匀，5 min静置后以554 nm为发射波长，525 nm为激发波长，测定其荧光的强度.

2结果与讨论

2.1PG的荧光光谱

通过荧光光度计分析PG溶液的激发光谱和发射光谱，能够得出，最大激发波长为525 nm，最大发射波长为554 nm.而且随吡罗红G的溶液浓度增大，荧光产生了自淬灭现象.当吡罗红G的浓度小于2.0×10-6mol.L-1时，荧光强度值与吡罗红G成正比，当吡罗红G的浓度大于2.0×10-6mol.L-1，荧光强度与吡罗红G的浓度的比率逐渐减小，产生了猝灭现象.因此选用吡罗红G浓度为1.2×10-6mol.L-1的溶液进行试验，使吡罗红G全部为单体的形式存在.

图1　吡罗红G溶液的荧光激发A和发射B光谱

2.2SLS-PG体系的荧光光谱

SLS的存在会影响PG的荧光强度，如图2所示.当SLS浓度低于3.3×10-3mol.L-1时，随着PG的荧光强度的增大，SLS浓度的逐渐降低；当SDS浓度高于3.3×10-3mol.L-1时，其发射波长的峰位发生了红移，并且激发波长的峰位同样发生明显的红移，荧光强度慢慢增强.当SLS的浓度增加到其临界胶束浓度时，随着表面活性剂浓度的增大，其荧光强度就不再增大，出现一个恒定值.

图2　SLS浓度对PG荧光强度的影响　　图3　尿素和硫酸钠对吡罗红G和SLS相互

作用的影响a Na2SO4: 5×10-3mol.L-1；b无添

加剂 c尿素: 1mol/L(PG: 1.2×10-6mol.L-1)

2.3尿素和硫酸钠对PG和SLS相互作用的影响

尿素和硫酸钠对吡罗红G和SLS相互作用的影响如图3所示.尿素可以通过水分子与其氢键结合，从而破坏SLS疏水基碳氢链的周围结构，使它很难形成胶团，临界胶束浓度变大.而加入电解质Na2SO4，由于盐析作用削弱了SLS亲水基与水分子的结合，促进了胶团的形成，CMC变小.表面活性剂是以胶团的形式与吡罗红G相互作用的，尿素与Na2SO4对SLS形成胶团的趋势产生不同的影响，它们对染料与SLS的相互作用也就显示出不同的影响.

3结论

采用荧光光谱法研究了SLS和吡罗红G的相互作用.随着SLS浓度的增加，吡罗红G的荧光强度先降低后增大，最后达到一个平台.同时考察了无机物-硫酸钠以及有机物-尿素对体系的CMC的影响，发现硫酸钠使得体系的CMC变小，而尿素则使得体系的CMC增大.

参考文献

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[2]王文, 张敏, 王金虎. 离子色谱法测定枣庄市四种水中的阴离子[J]. 枣庄学院学报, 2015, 32(2): 89-92.

[3]李凤刚, 付微亭, 耿超, 等. 枣庄柴里煤氧化产物的热重和红外分析[J]. 枣庄学院学报, 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.

[责任编辑：周峰岩]

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