荧光法溶解氧传感器的荧光寿命受多种因素影响,主要包括以下几个方面:
1.溶解氧浓度:这是最主要的影响因素。根据斯特恩 - 沃尔默(Stern - Volmer)方程,荧光寿命与溶解氧浓度呈线性关系,溶解氧浓度越高,荧光猝灭作用越强,荧光寿命越短。因为溶解氧分子与激发态的荧光物质发生碰撞,使荧光物质以非辐射方式失活,从而缩短了荧光寿命。
2.温度:温度变化会对荧光寿命产生显著影响。一方面,温度影响溶解氧在水中的溶解度,进而间接影响荧光猝灭程度;另一方面,温度变化会改变荧光物质分子的热运动状态和分子间相互作用,影响荧光寿命。一般来说,温度升高,荧光寿命会缩短,这是由于温度升高使分子运动加剧,荧光物质与溶解氧的碰撞频率增加,猝灭作用增强。
3. - **pH值**:溶液的pH值会影响荧光物质的化学结构和存在状态。当pH值发生变化时,荧光物质可能会发生质子化或去质子化反应,导致其电子云分布和能级结构改变,进而影响荧光特性和荧光寿命。例如,某些荧光物质在酸性条件下荧光寿命较长,而在碱性条件下荧光寿命可能会缩短。
4.荧光物质的特性:不同的荧光物质具有不同的分子结构和化学性质,这决定了它们的固有荧光寿命以及对各种环境因素的敏感程度。例如,荧光染料的共轭结构、取代基类型和位置等都会影响其荧光寿命。具有较大共轭体系的荧光物质通常荧光寿命较长,而一些含有重原子取代基的荧光物质,由于重原子效应会增加系间窜跃几率,可能导致荧光寿命缩短。
5.溶剂性质:如果荧光物质处于溶液中,溶剂的性质如极性、粘度等会对荧光寿命产生影响。极性溶剂可能会与荧光物质发生相互作用,改变其分子的电荷分布和能级结构,从而影响荧光寿命。溶剂的粘度则会影响荧光物质分子的运动自由度,粘度越大,分子运动越受限,与溶解氧的碰撞几率降低,荧光寿命可能会延长。
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