王子昂, 曹利星, 邵盼, 朱梦宇, 刘恩宁, 梁爽, 邢杨, 狄玲, 杨占旭

应用化学 2022, 39 (10): 1617-1626. DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.210564

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将咔唑基团引入有机配体并利用2步法合成了室温下具有磷光发射的新型铱（Ⅲ）配合物Ir（ppyCz）₃。随后，以Ir（ppyCz）₃为发光探针用于开发1，3-二硝基苯等6种常见硝基芳烃的高效发光检测方案。研究表明，Ir（ppyCz）₃对1，3-二硝基苯具有最高的检测效率，猝灭常数K_SV为（26.38±1.05） L/mmol，最低检测限为2.50 × 10^-6 mmol/L。密度泛函理论计算及光谱交叠实验表明，Ir（ppyCz）₃对硝基芳烃的发光检测机理为电子转移机理。硝基芳烃轨道权重福井函数的顺序与Ir（ppyCz）₃对硝基芳烃的检测效率顺序相符。

硝基芳烃	猝灭常数	标准差	高效分布因子	低效分布因子	拟合度
NACs	K_SV//（L·mmol^-1）	Standard	f_a	f_b	r²
4?NT	19.76	1.26	0.984	0.016	0.996
1，3?DNB	26.38	1.05	0.981	0.019	0.998
3?NPM	2.66	0.07	0.975	0.025	0.999
NTF	2.41	0.06	0.970	0.030	0.999
Br?FNB	2.33	0.09	0.971	0.029	0.999
Cl?NTF	2.26	0.10	0.970	0.030	0.998

式（1）中，Ir（ppyCz） ₃/乙腈溶液加入硝基芳烃前后的发光强度分别用 I ₀及 I表示； c表示硝基芳烃的加入浓度（mmol/L）；高效猝灭组分及低效猝灭组分的分布因子分别以 f _a及 f _b表示， f _a + f _b=1；猝灭常数为 K _SV（L/mmol），表示Ir（ppyCz） ₃对硝基芳烃的发光检测效率。采用公式（2）计算检测限（Limit of detection，LOD，mmol/L）：

利用Stern-Volmer两态公式（式（1））和图5的发光检测数据，绘制了Ir（ppyCz） ₃检测硝基芳烃的Stern-Volmer曲线（图8），拟合数据详见表1。结果表明，Ir（ppyCz） ₃对4-NT、1，3-DNB、3-NPM、NTF、Br-FNB及Cl-NTF的发光检测效率（ K _SV）分别为（19.76±1.26）、（26.38±1.05）、（2.66±0.07）、（2.41±0.06）、（2.33±0.09）和（2.26±0.10） L/mmol，即发光检测效率顺序为1，3-DNB>4-NT>3-NPM>NTF>Br-FNB>Cl-NTF，Ir（ppyCz） ₃对1，3-DNB具有最高的发光检测效率；相应的 f _a值分别为0.984、0.981、0.975、0.970、0.971及0.970，均大于等于0.970，说明Stern-Volmer曲线具有较好的线性相关。根据Eqn.2，计算得到Ir（ppyCz） ₃对4-NT、1，3-DNB、3-NPM、NTF、Br-FNB及Cl-NTF的最低检测限分别为3.34×10-6、2.50×10-6、2.48×10-5、2.74×10-5、2.83×10-5及2.92×10-5 mmol/L，即Ir（ppyCz） ₃对1，3-DNB具有最低的检测限。在10.0 μmol加入量下，1，3-DNB可使Ir（ppyCz） ₃的发光猝灭达97.0%；相同条件下，Ir（ppy） ₃的发光猝灭仅达73.7%。因此，Ir（ppyCz） ₃对硝基芳烃的发光检测性能高于Ir（ppy） ₃（辅助材料图S3）。