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簡介 光學(xué)增白劑（OBAs），又稱為熒光增白 劑 (FABs)，該類染料常用于提升紙張、 織物、洗滌劑的表觀白度和亮度。該類 化合物能夠吸收電磁波譜中的紫外可見 光波（一般為 340~370 nm），然后以 可見光譜中藍(lán)紫色波段熒光（420~470  nm）的形式重新發(fā)射。由于反射的藍(lán) 光量增加，同時(shí)自然光中的黃色光被遮蓋，于是人們感受到的白度就提升了。 人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，超量使用光學(xué)增白劑能夠使紙張明顯變藍(lán)。另外，當(dāng)暴露在氧 氣和紫外光照射下時(shí)，大多數(shù)增白劑會(huì)隨著時(shí)間推移自然褪色。1,2 本應(yīng)用簡要介紹了使用珀金埃爾默 FL 6500 熒光分光光度計(jì)和固體樣品架快速 定性分析材料中光學(xué)增白劑的方法，該方法對(duì)前處理要求極少。

光學(xué)增白劑 除了用于造紙、紡織品制造外，洗衣粉中也常常使用到 光學(xué)增白劑?？椢镌诮?jīng)過多次洗滌后，其中的增白劑會(huì) 逐漸減少，而在洗滌劑中加入增白劑的目的就是補(bǔ)充織 物中的增白劑，改善織物的白度。3 因此，在生活廢水 中除了有大量洗滌劑，往往能夠發(fā)現(xiàn)光學(xué)增白劑類的化 學(xué)品。4 人們發(fā)現(xiàn)有希望作為光學(xué)增白劑使用的化合物為二 苯乙烯（圖 1）。研制二苯乙烯最初是為了用于造紙， 但是后來人們發(fā)現(xiàn)這種化合物用途廣泛。現(xiàn)在的許多衍 生物都是在二苯乙烯的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，且根據(jù)不同用 途，每一種都具備某些特征。今天，世界上生產(chǎn)的所有 光學(xué)增白劑中有大約 80% 都是二苯乙烯的衍生物，圖 2 就是一個(gè)例子。4

二苯乙烯及其衍生物在化學(xué)方面很重要的一點(diǎn)是，其中 的乙烯基為反式構(gòu)象。順式構(gòu)型在非相鄰苯環(huán)上的側(cè)基 之間會(huì)表現(xiàn)出位阻效應(yīng)，導(dǎo)致分子成為非平面分子。這種非平面分子結(jié)構(gòu)會(huì)在一定程度上降低共軛作用，導(dǎo)致 紫外光區(qū)域內(nèi)的吸光區(qū)域發(fā)生偏移，阻礙熒光的產(chǎn)生。 此外，附著在纖維上的反式二苯乙烯的剛性會(huì)增加，熒 光強(qiáng)度相較于二苯乙烯溶液增加 4~5 個(gè)數(shù)量級(jí)。但是， 以二苯乙烯為基礎(chǔ)的光學(xué)增白劑有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是這 些光學(xué)增白劑與尼龍等人造纖維之間的結(jié)合度較差，依賴于材料的吸附力。這種情況下，以吡唑啉為基礎(chǔ) 的增白劑（圖 3）效果會(huì)好很多。5 其它光學(xué)增白劑還包括衍生物、萘二甲酸、雜環(huán)二羧酸等衍生物。4

熒光與磷光 光學(xué)增白劑能夠提高紙張、織物發(fā)出的熒光強(qiáng)度，從而 顯著提高白度。熒光是一種輻射過程，在這一過程中， 由于發(fā)射的輻射波長較長，因此，其能量較被吸收的輻 射更低。這一過程往往發(fā)生在電子經(jīng)過激發(fā)和振動(dòng)弛豫 回到激發(fā)態(tài)的低振動(dòng)能級(jí)之后。在這之后，電子從激 發(fā)態(tài)回到基態(tài)，從而發(fā)射出熒光，時(shí)間壽命一般為 10-9–10-7s。發(fā)射光的波長較長就意味著，含有光學(xué)增白 劑的材料收到包含紫外光的光線照射后，通常會(huì)顯現(xiàn)出 偏藍(lán)的色調(diào)。人們有時(shí)會(huì)分不清熒光和磷光的區(qū)別，磷 光是指材料“在黑暗中發(fā)光"。但是和熒光不同，具有磷 光性的分子在振動(dòng)弛豫后會(huì)發(fā)生系間跨越現(xiàn)象。機(jī)制為 從單重態(tài)向三重態(tài)轉(zhuǎn)變后，再回到基態(tài)并發(fā)光。這種在 量子物理層面的禁阻躍遷是磷光能夠持續(xù)數(shù)秒、數(shù)小時(shí) 乃至數(shù)天的原因。6,7

實(shí)驗(yàn) 選取幾種“白色"材料（名片、打印紙、濾紙、遮光簾）， 從中切下一小塊（20 × 20 mm），然后將其固定在珀 金埃爾默 FL 6500 熒光分光光度計(jì)的固體樣品架上（圖 4、5）。儀器掃描情況如表 1 所示。

結(jié)果 各種材料的發(fā)射光譜詳見圖 6。在打印紙、名片、遮光 簾樣品中觀察到的最大峰值在 440 nm 左右，與添加的 光學(xué)增白劑對(duì)應(yīng)。然而，濾紙樣品在這一波數(shù)區(qū)間并 未表現(xiàn)出最大峰值。

結(jié)論 本應(yīng)用簡要介紹了使用珀金埃爾默 FL 6500 熒光分光光 度計(jì)和固體樣品架快速定性分析材料中光學(xué)增白劑的 方法，前處理極少。樣品根據(jù)固體樣品架進(jìn)行剪裁， 然后進(jìn)行掃描。此外，Spectrum FL 軟件擁有直觀的界 面和工作流設(shè)計(jì)的方法編譯器，因此整個(gè)測(cè)試過程簡 單、快速。