化学发光

    化学发光 : 化学发光 现象很早以前就已发现,被用作发光分析法 中。用于照明的化学发光器件是近二十几年 来才推向实用化的。这是一种小型、简便、可 以连续发光数小时乃至十数小时的照明器 件,可以有各种颜色的光,适用于海事求救 信号、非常情况下的照明、煤矿等处的安全 灯以及其他特殊场合的照明等。
化学发光是伴随着化学反应而发光的现 象,大多是在氧化反应过程中发生能量转换 所引起的。例如,氨基苯二酰肼在碱性水溶 液中,在氧化剂作用下发出蓝色光。这是由 于生成了氨基苯二甲酸二负离子的激发单线 态。它回复基态时放出荧光。
化学发光的途径有两种,如图。

图 化学发光的途径

已知发光最强的化学发光物质是氨基苯 二酰肼及其同系物,发出蓝色光,最大波长 424nm,但发光持续时间很短,无法实用。现 在已实用化的是采用过程Ⅱ的途径。
过程Ⅱ的例子如下:

化学发光材料主要由发光物质、氧化剂、 荧光体组成的。氧化剂通常是用过氧化氢,发 光物质通常用的是水杨酸酯的衍生物,荧光 体是各种荧光化合物。由这些化合物组成的 化学发光材料可以达到发光强度大、持续时 间长的和具有实用化意义的目的。
发光物质在反应过程中分解、消耗,要 保持较长的发光持续时间,必须控制反应速 度,但又需要有足够高的量子产率。
荧光体接受了反应过程中中间体分解所 产生的能量而被激发,必须避免它在回到基 态的过程中发生副反应而分解,因此,还需 加入防止分解的试剂以及选择稳定性较高的 荧光化合物。
另外,所用的化合物都不溶于水,能和 过氧化氢水性体系混合,要控制氧化反应必 须加入适当的溶剂、反应促进剂、稳定剂等。
照明用化学发光器件通常做成“光棒”的 形式,如图。使用时将管子扭曲使内玻璃管 破裂,氧化剂溶液和含有化学发光物质与荧 光体的溶液混合而发光。在0～50℃范围内 可以持续发光照明数小时。适用于无电源或没有明火、火星等场合的照明、钓鱼用的钓 具、装饰品、科学研究器件、玩具、喜庆集 会、演唱会等等。

图 照明用化学发光器件结构示意图