偶氮 篇1
染料废水具有成分复杂，排放量大，难于生物降解等特点，直接危害着环境和人类的健康，成为环境重要污染源之一[1]。处理染料废水的方法主要有物理法、化学法、生物法[2]及这些方法的组合。目前电化学技术作为一种环境友好技术，在含染料废水处理领域，已成为一类具有竞争力的废水处理方法，与其它水处理技术相比，具有无需或少量投加化学药，不产生二次污染，后处理简单，占地面积小，管理方便等优点[3]。
本研究以典型难处理物偶氮染料酸性橙Ⅱ为模型化合物，以电解技术为核心，开展电解工艺的优化强化处理，促进和改善该技术在实际中的应用。
2 实验部分
2.1 实验装置
由恒电位仪、电解槽和电极组成。电解槽为有机玻璃圆柱形反应器，直径为5cm，高为7cm，体积为50mL，两电极均为铂电极，形状大小一致，面积为2cm2。
2.2 实验方法
配制系列浓度的酸性橙Ⅱ电解溶液，以Na2SO4为电解质，调节溶液的pH值，反应体积为50mL，在不同的电解条件下配制不同浓度的染料溶液，通过调节磁力搅拌器进行搅拌，调节不同电流密度，每隔0.5h取样测溶液的吸光度，并记录数据。
2.3 酸性橙Ⅱ特性
偶氮染料酸性橙Ⅱ电解液呈橙黄色，分子结构见图1。
3 结果与讨论
3.1 电解时间的影响
酸性橙Ⅱ溶液的浓度20mg/L，溶液体积50mL，电解质(Na2SO4)浓度0.1mol/L，极板间距为30mm，以脱色率为评价指标，不同电解时间对染料脱色影响，见图2。
图2电解不同时间对染料的降解脱色曲线结果表明，最佳电解时间为3h。
3.2 极板间距的影响
酸性橙Ⅱ溶液浓度为20mg/L，电流密度为50mA/cm2，溶液体积为50mL，电解质(Na2SO4)浓度为0.1mol/L，电解时间为3h，以脱色率为评价指标，不同极板间距对染料脱色的情况，见图3。
结果表明，30mm为最佳的电解极板间距。
3.3 电流密度的影响
酸性橙Ⅱ溶液浓度为20mg/L，溶液体积为50mL，电解质(Na2SO4)浓度为0.1mol/L，极板间距为30mm，电解时间为3h，不同电流密度(J)对染料酸性橙Ⅱ脱色情况，见图4。
结果表明：最佳电流密度为50mA/cm2。
3.4电解质浓度的影响
以Na2SO4为电解质的电化学体系中，在染料酸性橙Ⅱ溶液浓度为20mg/L，溶液体积为50mL，电流密度为50mA/cm2，极板间距为30mm，电解时间为3h的条件下，以脱色率和耗电量为评价指标，不同电解质浓度对染料脱色情况，见图5。
结果表明：电解质浓度为0.1mol/L为最佳条件。
3.5 染料的初始浓度的影响
电流密度为50mA/cm2，溶液体积为50mL，电解质(Na2SO4)浓度为0.1mol/L，极板间距为30mm，电解时间为3h，不同染料初始浓度的脱色情况见图6。
结果表明：不同初始染料浓度在相同电解条件下降解脱色率没太大变化，结合实际，本实验采用的染料酸性橙Ⅱ浓度为20mg/L。
3.6酸性橙Ⅱ降解的动力学曲线
酸性橙Ⅱ溶液浓度为20mg/L，电解质(Na2SO4)的浓度为0.1mol/L，溶液体积为50mL，极板间距为30mm，电解时间为3h，不同电流密度下染料酸性橙Ⅱ浓度与时间的关系进行动力学曲线拟合，如图7所示。
综上，随着电流密度的增加，染料降解符合一级动力学方程。
4 结语
(1）电化学降解酸性橙Ⅱ的最佳条件为实验在酸性橙Ⅱ浓度20mg/L，溶液体积为50mL，电流密度45mA/cm2～60mA/cm2，电极极板间距为30mm，电解质浓度范围为0.05mol/L～0.1mol/L，酸性橙Ⅱ的去除率达到87.01%。（2）以Na2SO4做电解质体系中，在不同电流密度条件下染料降解符合一级动力学模型，并且随着电流密度的增加，反应速率常数增大。
摘要：本研究以具有典型偶氮结构的单偶氮染料酸性橙Ⅱ为研究对象,以电解技术为核心,开展电解工艺的优化强化处理难降解偶氮染料的系统性研究,达到电解工艺参数的优化及强化电化学方法降解难降解有机物的目的,促进和改善该技术在实际中的应用。
关键词：电化学,酸性橙Ⅱ,优化
参考文献
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偶氮 篇2
偶氮类合成色素, 被广泛的应用在食品、药品和化妆品等领域, 其种类有很多, 熟知的有苏丹红、柠檬黄、日落黄、胭脂红等, 而这些物质在体内可被还原为芳香胺类物质, 从而对DNA造成氧化损伤[1];同时色素在制作的过程中难免掺杂有砷、铅、镉、苯酚等杂质。目前已有不少研究发现了偶氮类色素的毒性作用, 如使肝细胞生长异常[2], 影响酯酶同工酶的表达[3]以及致突变作用[4]等, 因此多数偶氮色素已被禁止添加到食物中。我国2014年最新颁布的《食品添加剂使用标准 (GB2760-2014) 》中对允许使用的柠檬黄、胭脂红等11种偶氮类色素在食品中的限量及使用范围做了明确的规定, 严禁超量或超范围添加。
2005年3月4日, 北京检出亨氏某批号的辣椒酱中含有苏丹红I。同年, 著名连锁快餐品牌肯德基的调味料中检出苏丹红I, 该调味料曾被使用在多种产品上, 不久, 这些产品在国内所有肯德基餐厅内全部停售, 并全部销毁。2012年, 有关部门发现红牛饮料配料中含有国家不允许在该饮料中使用的偶氮类合成色素胭脂红。
2015年, 山东省针对零食的专项抽检, 发现多数不合格食品检出含有柠檬黄、日落黄等合成色素。山西省发布的食品安全监督抽检公告显示, 在糕点及熟肉制品等中检出违规使用的日落黄、柠檬黄、胭脂红。国家食药监总局在抽检调味品时发现, 江苏一家公司生产的红烧酱汁检出的柠檬黄和日落黄含量均超出限定标准约3倍。
近几年来, 各省市的食药监管部门以及国家食药监总局在对市面销售的食品进行抽检的过程中发现, 偶氮色素滥用现象仍十分严重, 甚至有一些不法商贩将廉价购买的病死猪肉、老鼠肉等未经检验检疫的劣质肉, 通过添加明胶、胭脂红、亚硝酸盐等手段冒充新鲜肉贩卖。
2 分析方法
2.1 样品的前处理
可应用于提取食品中合成色素的方法有很多, 如滤膜法、固相萃取法 (SPE) 、液相萃取法 (LLE) 、微波辅助萃取法 (M A E) 、超声辅助萃取法 (UAE) 等, 但目前没有一种可以通用的前处理方法, 因此针对不同样品还需要选择不同的提取方法。
液体食品中, 含乳饮料经离心沉淀除掉蛋白质, 碳酸饮料经加热超声除去二氧化碳, 酒类食品加热除去乙醇, 之后再用柠檬酸溶液调p H到6左右, 经滤膜过滤后待测。
肉制品首先要将样品粉碎并混合均匀, 经石油醚除去肉中的脂肪, 再用乙醇-水-氨水溶液 (75:24:1, v/v/v) 反复提取色素, 水浴除去乙醇和氨水, 样品溶液采用聚酰胺吸附后, 将提取液浓缩后调节p H值, 再定容至一定体积, 经滤膜过滤后待测。
糕点类食品可利用乙醇氨溶液作为提取剂, 超声提取试样溶液, 经甲醇溶液洗涤, 聚酰胺柱吸附后, 收集溶液, 调节p H值, 经滤膜过滤后待测。
2.2 检测食品中的偶氮类色素
2.2.1 分光光度法
食用合成色素在可见光区具有高度的吸光性, 同时由于该方法成本低, 对操作者要求低, 因此分光光度法是一种理想的定量分析方法。然而, 含混合色素的溶液缺乏特异性可见吸收峰阻碍了这一技术的发展, 主要是多种偶氮染料混合时吸收波长发生重叠。
Soylak等应用MCI GEL CHP20P作为填料的固相萃取技术处理食品样品, 提高了分光光度法测定水样中诱惑红的灵敏度。Kaur在2012年对使用导数分光光度法配合H点标准加入法 (HPSAM) 以及浊点萃取法 (CPE) 测定食品中的合成色素及其铝色淀的研究现状做了综述。Turak等人利用四阶导数分光光度法测定了饮料中的诱惑红和胭脂红, 方法简单、快速、适用性广。
2.2.2 薄层液相色谱法 (TLC)
薄层液相色谱法是最简单、经济和最合适的定量分析色谱技术, 该方法总体检测时间小于30min, 适用于色素的现场快速检测, 但其干扰较大, 仅能用于初步判断, 不能准确定性定量。
Kucharska等对使用TLC技术检测不同食品中各种色素的前处理方法和色谱条件做了综述。de Andrade等以异丙醇和氨水混合作为流动相洗脱液, 利用固相萃取及TLC技术成功检测出了无醇饮料中的合成色素。
2.2.3 毛细管电泳法 (CE)
该方法是以弹性石英毛细管为分离通道, 以高压直流电场为动力, 依据样品中各组分之间淌度和分配上的差异而实现分离样品的电泳分离分析方法。毛细管电泳法有多种分离模式, 如毛细管区带电泳 (CZE) 、胶束电动毛细管色谱 (MEKC) , 毛细管等速电泳等。
已经有很多利用CE分析食品中合成色素的方法被媒体报道, 如1995年Thompson等通过胶束电动毛细管色谱法来测定糖果和甜酒中使用的10种常用偶氮类合成色素;Huang等通过微乳液电动色谱法 (MEEKC) 成功检测了食品中的8种合成色素;Prado等使用CE-UV/vi分析了酒精饮料中的11种色素;Del Giovine等使用CE-PDA的方法对冰淇淋中的日落黄、酸性红和胭脂红含量估值。
2.2.4 高效液相色谱法 (HPLC)
液相色谱法是根据保留时间以及峰面积来进行定性、定量的方法, 具有分离效能好、检测灵敏度高、应用范围广等特点, 因此被广泛应用于检测食品中添加的各种色素, 并且常常与UV-Vis、PDA或MS等检测技术联用, 但该方法的样品前处理比较繁琐, 所需仪器设备昂贵, 且检测所需时间长, 从而不便于现场快速检测。
液相色谱法中最常用的方式是反相液相色谱, 其中固定相是相对非极性的, 而流动相是极性的。Bonan等人[5]以C8为固定相的梯度洗脱模式同时检测固体食品和饮料中的多种食用色素。Dossi等使用梯度反相色谱技术利用较少的样品同时检测了多种食品添加剂。Gennaro通过离子交换液相色谱测定了糖果中的红色染料。Jurcovan等使用水和乙腈作为流动相, 同时测定无醇饮料中的诱惑红和胭脂红。Culzoni等使用R P-U FLC-PDA快速分析液体食品中的20种食用色素。Al-Degs[6]采用混合线性分析法 (HLA/GO) 定量分析了无醇饮料中的诱惑红、日落黄和柠檬黄, 结果表明H L A/G O技术检测无醇饮料中的合成色素比HPLC更加简单、快速。
调查发现, 大多数液相色谱法会使用有机溶剂作为流动相, 这将对人类的健康和生存环境造成消极的影响, 因此, 开发一种绿色且简单高效的分析方法显得尤为重要。其中, triton X-100 (一种表面活性剂) 作为流动相就是一项新的改进。
2.2.5 液谱-质谱联用法 (LC-MS)
由于许多合成色素的光谱非常相似, 有时使用普通的PDA或UV-Vis检测食品中的混合合成色素显得尤为困难。因此, 许多研究人员使用质谱检测器来辅助识别样品中的合成色素。质谱技术不依赖光谱, 不仅可以提高灵敏度, 同样也可以使用串联质谱技术 (MS/MS) 检测样品的分子量、裂解模式等结构信息。
M a等通过L C-PDA-M S同时测定饮料和调味料中的脂溶性与水溶性合成色素。Gosetti等的研究使用HPLC-MS证明日晒会降低饮料中日落黄的含量是由于日落黄被降解为5-氨基-6-萘酚-2-磺酸。最近, Zou[7]等使用醋酸铵、乙腈洗脱液提高了ESI负离子模式对食品中7种合成色素的电离效率。Chen等采用C18柱为固定相, 醋酸铵、乙腈与水的混合溶液作为流动相的U FLC-MS/MS方法, 准确分析了酒和饮料中的7种偶氮类色素。
2.2.6 酶联免疫法 (ELISA)
酶联免疫法是基于抗原与抗体的特异性结合原理来进行分析测定, 它的被测物须是可以作为抗原或抗体的物质, 该方法的最大特点就是特异性强、操作简单、灵敏度高、易于现场快速检测。
韩丹等[8]试验先通过对苏丹红I分子进行修饰, 并交联载体蛋白得到了苏丹红I的完全抗原, 免疫家兔后获得多克隆抗体, 建立了测定食品中苏丹红I含量的ELISA方法, 邢玥[9]同理设计得到了日落黄及胭脂红的多克隆抗体, 建立了合适的ELISA方法, 该方法具备较高的准确度, 而且前处理简单, 能够应用于食品中合成色素的快速检测。
2.2.7 其他方法
传统固相萃取技术的目标物与吸附剂之间的作用力是非特异性的, 通常需要对萃取和洗脱条件进行仔细选择, 而分子印迹技术 (MIP) 独特的选择性和亲和能力适应了这一需求, 使得MIP-SPE技术对于目标物的选择性大大提高。同时, 杨晶等[10]制作的日落黄分子印迹修饰电极通过微分脉冲伏安法测定了饮料中的日落黄, 回收率大大提高。
此外, 刘宇等[11]以甲基紫作为光谱探针, 建立了分别测定日落黄和胭脂红的共振光散射光谱法 (RLS) , 该方法利用甲基紫与合成色素通过静电作用形成离子缔合物能够增强共振光散射的强度, 准确测定了饮料中的日落黄和胭脂红。
3 结论
针对食品中偶氮类合成色素的检测方法大体有以下3个发展趋势:一是简单快速, 对食品的监管过程中往往要求检测机构在最短的时间内对其色素成分进行鉴定, 这就要求检测设备简便, 前处理过程简单;二是定性定量准确, 食品中合成色素的检测关键在于准确的定性与定量, 否则将对生产企业造成经济损失, 并以损害消费者的身体健康为代价来纵容不法行为;三是多组分同时测定, 合成色素的种类繁多, 不法商贩可能向食品中添加各种合成色素, 能够同时检测多种色素无疑可以提高对产品监管的效率。
因此, 一种简单、准确、通用型的检测食品中偶氮类合成色素的方法, 对于加强监管食品中的色素添加十分必要。
通过本文来看, 使用ELISA试剂盒与H PL C-M S方法配合使用的检测方法, 能够快速锁定食品中偶氮类合成色素的检测范围, 并可进行样品的准确定量分析, 希望有关食品监管部门考虑采用。
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偶氮 篇3
关键词：偶氮染料;苋菜红;16s rDNA;脱色率
中图分类号： X703;Q939.9 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2015）04-0352-03
收稿日期：2014-04-21
基金项目：国家自然科学基金（编号：31170110）。
作者简介：冯 玮（1984—），女，山东聊城人，硕士研究生，讲师，主要从事资源微生物研究。E-mail：fengwei01@lcu.edu.cn。
通信作者：柳仁民，博士，教授，主要从事分析化学研究。E-mail：liurenmin@lcu.edu.cn。
偶氮染料是一类在生产中广泛使用的染料，它具有色调范围广、色牢度高、合成成本低等优点，可用于纺织、皮制品的染色及印花等。在纺织工业中使用的偶氮染料约占染料总量的70%[1]。
染料废水是较难处理的工业废水。废水中的染料不仅是原料的损失，也会污染环境，阻碍水体自身的净化，对水生植物和鱼类有毒害作用。水中的染料吸收了太阳光，削弱了光在水中的透射，从而抑制了水体中水生植物的光合作用，影响其生长，进而影响到整个食物链，使水生生态系统的多样性下降[2]，所以颜色的去除是处理染料废水所面临的一个重要问题。此外，从染料的结构、性质和特点可以判断，大多数染料都具有潜在的毒性[3-4]。这就要求染料废水在排放入环境前必须处理。
本试验以偶氮染料苋菜红为降解对象，筛选能够高效降解此染料的菌种。细菌脱色偶氮染料的机理是产生能降解偶氮染料的偶氮还原酶，本研究还探讨了该菌株的产酶方式，为下一步优化产酶条件研究奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 采样 菌种采自山东聊城某印染厂污水处理车间厌氧污泥。
1.1.2 培养基 富集培养基：牛肉膏1 g，酵母膏1 g，蛋白胨5 g，氯化钠5 g，蒸馏水1 000 mL;pH值7.0±0.2。脱色培养基：胰蛋白胨10 g，酵母浸出物5 g，氯化钠5 g，蒸馏水 1 000 mL。
1.1.3 偶氮染料 苋菜红（amaranth），化学式见图1。无特殊说明情况下，苋菜红染料均为50 mg/L。
1.2 方法
1.2.1 脱色菌株筛选 将印染厂污水处理车间采集的污泥制成悬浊液，取上清液加入到活化富集培养基中富集，再转移到以偶氮染料为唯一碳源的培养基中驯化，驯化采用一次性投加高浓度化合物的驯化方法，每个驯化周期结束时，取一定体积培养基加入到新鲜的唯一碳源培养基中，并不断提高培养基中偶氮染料的含量，经过多次驯化后，反复进行平板涂布，分离出对偶氮染料有高效降解能力的菌株。
1.2.2 菌种鉴定 （1）形态学观察：将脱色菌株在细菌生长固体培养基平板上培养24 h，经革兰氏染色后，用显微镜观察细胞形态。 （2）生理生化特征：参照《伯杰氏细菌鉴定手册》及参考文献[5]进行鉴定。 （3）16S rRNA基因序列分析：采用 UNIQ-10柱式细菌基因组DNA抽提试剂盒提取菌株DNA。应用16S rRNA两端保守区域设计引物——正向引物7F （5′-CAGAGTTTGATCCTGGCT-3′）和反向引物1540R （5′-AGGAGGTGATCCAGCCGCA-3′）进行PCR扩增。扩增反应体系模板 （基因组 DNA 20～50 ng/μL） 0.5 μL，5× buffer 2.5 μL，dNTPs （各 2.5 mmol/L） 1 μL，7F primer 0.5 μL，1540R primer 0.5 μL，补加 ddH2O 至 25 μL。扩增反应条件为 97 ℃ 3 min;97 ℃ 25 s，55 ℃ 25 s，72 ℃ 1 min，30 个循环;72 ℃ 10 min。PCR 产物用 1%琼脂糖电泳检测。PCR 得到的扩增产物送交给生工生物工程（上海）股份有限公司测序，得到的 16S rRNA 核苷酸序列登陆 NCBI，输入GenBank 数据库进行BLAST比对，获取与其核酸序列相似度高的菌种。采用MEGA 5.0软件进行多序列匹配比对，计算相似序列之间的进化距离，利用 Neighbor-Joining 构建系统发育树。
1.2.3 产酶模式研究 测定细菌生产曲线，同时测定菌株对染料的脱色率和最大脱色浓度。将菌种接入到未加染料的LB培养基中，37 ℃静置培养过夜，将培养液按体积分数2%的量加入到染料培养基中进行脱色试验。培养液在 8 000 r/min 条件下离心10 min，取上清液在染料的最大吸收峰520 nm处测其吸光度，按照公式计算脱色率：
脱色率=D0-DtD0×100%。
式中：D0为加入细菌前染料的吸光度，Dt为加入细菌t时间后染料的吸光度。
2 结果与分析
2.1 菌种鉴定
2.1.1 形态学观察 经过分离筛选，并比较24 h内的脱色效率，得到1株能高效降解苋菜红偶氮染料的菌株ts1-2。当染料浓度为50 mg/L时，菌株ts1-2能在14 h内降解95%染料，最大脱色浓度为1 250 mg/L（图2）。經观察菌株在平板培养基上菌落为圆形，边缘整齐，白色或乳白色，镜检为革兰氏阳性，杆状，不运动。
nlc202309051144
2.1.2 生理生化特征。菌株ts1-2部分生理生化特征见表1。
表1 菌株ts1-2部分生理生化特征
生理生化试验 生理生化
特征 生理生化试验 生理生化
特征
淀粉水解 - V. P. 反应 -
七叶苷水解 - 利用有机酸
脲酶 + 乙酸 +
硫化氢产生 + 草酸 +
吲哚产生 - 柠檬酸 -
硝酸盐还原 - 乳酸 +
甲基红试验 + 琥珀酸 +
〖3〗 马脲酸 +
2.1.3 16S rRNA基因序列分析 将扩增得到的16S rRNA 基因电泳检测，测得其序列长度为1 405 bp。经 BLASTn 软件序列分析，结果表明ts1-2与驹形白色杆菌（Leucobacter komagatae）聚为一簇，同源性最高。从GenBank中调取与细菌ts1-2同源性较高的15株菌株的16S rRNA 基因序列構建系统发育树见图3。结果显示，ts1-2与L.komagatae种相似度最高达99%。根据菌株的形态学特征、生理生化特征和16S rRNA 基因序列分析，初步确认ts1-2菌为驹形白色杆菌。
2.2 产酶模式研究
将菌株在37 ℃条件下静置培养测定其生长曲线，发现细菌ts1-2在4～14 h内为对数生长期，14～60 h内为平衡期，60 h后进入衰亡期（图4）。
细菌能够使偶氮染料褪色，是因为菌体产生了能够降解偶氮染料的偶氮还原酶[6]。Hu等证明，细菌分泌的偶氮还原酶为一种诱导酶而不是固有酶[7]。在培养基中加入染料作为诱导物，菌体则会产生偶氮还原酶。测定细菌ts1-2生长24 h内脱色率，结果如图5所示。
菌体进入对数生长期时，菌体的脱色效率成指数增长，表明菌体内的偶氮还原酶随菌体增多而增多。当菌体生长进入平衡期后，菌体数量不再增加，重复加入染料后发现菌体仍有脱色能力，但脱色速率变小，说明能够还原染料的酶虽然保持一定活性但是没有新的酶产生，这种酶的合成方式应为同步合成型。
3 结论
纺织废水由于所含染料具有色度高、化学结构稳定以及
难于被降解等特点，成为目前最难处理和最受关注的废水之一。偶氮染料在纺织染料中所占的比例最高，超过了70%。目前处理染料废水的物理和化学方法具有处理成本高、处理不彻底并且容易造成二次污染等缺点[8]。因此，筛选高效降解偶氮染料的微生物，将其应用于染料废水处理具有深远的意义，并且逐渐成为研究的热点之一。
本试验从印染厂染料废水处理反应池的活性污泥中，筛选分离出1株能使偶氮染料苋菜红脱色的菌株ts1-2。从形态学特征、生理生化特征和16S rDNA基因序列比对3个方面对菌株进行鉴定，确定其为驹形白色杆菌（L. komagatae）。
Suzuki 等从纺织厂污水处理装置附近土壤中得到1株能够还原偶氮染料的芽孢杆菌OY1-2[9]。Wong 等从染料废水污泥中分离出能够在好氧条件下将甲基红脱色的细菌肺炎克雷伯氏菌RS-13[10]。Hu等发现的菌株Pseudomonas luteola在完全静止或完全振荡的条件下均不降解染料，但在 2 d振荡加 2 d静止的条件下对染料的脱色效果显著[11]。本次分离得到的菌株ts1-2仅在静置培养14 h就能使 50 mg/L 浓度染料脱色95%以上，培养条件简单，脱色效率高。本试验还发现此菌株的产酶方式为同步合成型，为进一步优化菌株产酶条件的工作奠定了基础。
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偶氮 篇4
脉冲放电等离子体技术处理偶氮染料废水
摘要：为有效处理染料废水,以甲基橙和刚果红溶液为例研究高压脉冲放电等离子体技术的.脱色效果.通过测定脉冲放电处理前后甲基橙和刚果红溶液的紫外-可见吸收光谱来计算脱色率,考察放电参数、添加剂对染料脱色率的影响.实验结果表明,脉冲放电对甲基橙和刚果红溶液脱色效果显著,且相同条件下甲基橙(单偶氮)比刚果红(双偶氮)脱色率高.两者脱色率均随峰值电压、脉冲频率的增大而提高,随溶液电导率的增大而降低,随H2O2的加入而提高.当电极间距由15 mm增大到25 mm时,放电形式也由火花放电逐渐向电晕放电转变,溶液的脱色率由90%降到44%.作 者：张丽 孙冰 朱小梅 ZHANG Li SUN Bing ZHU Xiao-mei 作者单位：大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026期 刊：大连海事大学学报 ISTICPKU Journal：JOURNAL OF DALIAN MARITIME UNIVERSITY年，卷(期)：,33(2)分类号：X131.2 O539关键词：脉冲放电 等离体技术 偶氮染料 脱色 紫外-可见吸收光谱
偶氮 篇5
以1- (2-吡啶偶氮) -2-萘酚 (PAN) 光度法测铜的实验前人研究很少, 而光度法又是一种较简便、快捷的分析方法, 因此在本实验中采用1- (2-吡啶偶氮) -2-萘酚作为显色剂, 在多种条件下进行测定铜 (II) 的研究。Cu (II) 与PAN在Na AC-HAC缓冲液及混合微乳液中能形成溶于水的稳定络合物[2], 在NH3-NH4Cl中与PAN发生褪色反应, 寻求方便可靠的测定痕量铜 (II) 的显色体系, 为环境铜的检测建立较可靠的分析方法[3,4,5,6,7,8]。
1 实验部分
1.1 主要仪器和试剂
10μg/m L Cu2+标准液:取1.005 mg/m L 1 m L Cu2+标准液, 用蒸馏水稀释至100 m L;0.05%PAN溶液:准确称取PAN 0.500 g, 用乙醇溶解、稀释至1 000 m L;CTMAB阳离子型微乳液:
m (CTMAB) :m (正丁醇) :m (正庚烷) :m (水) =2.5:1.00:0.55:300;
CTMAB阳离子型微乳液—Triton-100溶液混合微乳液:V (CTMAB阳离子型微乳液) :V (Triton-100溶液) =1:1;
721型分光光度计 (上海第三分析仪器厂) 及25 m L比色管一套;FA2004N电子天平 (上海菁海仪器有限公司) ;KQ-B玻璃仪器气流烘干器 (巩义市英峪予华仪器厂) ;HHS-11-4型电子恒温水浴锅 (上海金桥仪器有限公司) ;KDM型调温电热套 (山东鄄城华鲁电热仪器有限公司) 。
1.2 实验方法
在25 m L比色管中, 依次加入2.00 m L 10μg/m L Cu2+标准液、2.00 m L Na AC-HAC缓冲液、3.00m L CTMAB阳离子型微乳液—Triton-100溶液混合微乳液、1.00m L 0.05%PAN, 加蒸馏水定容、摇匀, 以试剂空白为参比, 在λ=500 nm下测吸光度。
2 结果与讨论
2.1 吸收光谱
取20μg Cu2+标准液于25 m L比色管中按实验方法显色, 测定不同波长的吸光度, 绘制吸收曲线。λmax=420 nm为试剂空白的最大吸收波长, λmax=500 nm为显色体系的最大吸收波长, 吸收光谱见图1。从图1可知, 其波长差大于60 nm, 试剂的吸收不干扰显色物质的测定。
曲线1:以蒸馏水为参比, 试剂空白的吸收曲线曲线2:以蒸馏水为参比, 显色体系的吸收曲线
2.2 表面活性剂的选择及用量
Cu-PAN红紫色络合物不溶于水, 所以本实验研究了显色体系的助溶剂, 对CTMAB阳离子型微乳液、CTM AB阳离子型微乳液—非离子型表面活性剂 (20%OP) 、CTMAB阳离子型微乳液—Triton-100溶液混合微乳液、CTMAB阳离子型微乳液—Tween-80溶液混合微乳液、CTMAB阳离子型微乳液—Tween-20溶液混合微乳液、CTMAB阳离子型微乳液—SDS溶液混合微乳液进行了助溶实验, 其中混合表面活性剂对有色络合物均有一定的溶解性, 但CTMAB阳离子型微乳液—Triton-100混合微乳液溶解效果最好, 本实验选其为助溶剂并进行实验研究, 用量在2.00~4.00 m L内吸光度较大且体系稳定, 本实验选用3.00 m L。
2.3 酸度的选择及用量
显色体系在酸性介质中能显色, 且缓冲液用量在1.00~3.00 m L内吸光度较大且体系稳定, 本实验选用2.00 m L。
2.4 显色剂用量
经实验研究, 0.05%显色剂用量在0.50~3.00m L时有较大的吸光度, 本实验选用1.00 m L。
2.5 稳定时间
经实验研究, 该体系显色快速, 不需要加热, 显色完全即可测定。
2.6 工作曲线
在选定实验条件下, 铜含量在0~0.8μg/m L范围内符合朗伯比尔定律, 线性回归方程:A=0.0130C (μg/m L) +0.028 7, 相关系数r=0.999 1, 摩尔吸光系数ε=2.258×104L/mol·cm。
2.7 共存离子的干扰
在不加掩蔽剂的条件下, 测定0.4μg/m L的Cu2+, 误差在≤±5%时, 各共存离子的允许量 (μg/m L) 为:NO3-、Cl-、SO42- (0.6) ;Zn2+、Ba2+ (0.5) ;Pb2+、Fe3+、Cr6+ (20.0) ;Cr3+ (12.0) ;Ca2+、Mg2+、Al3+ (85.0) ;Fe3+、Mn (Ⅱ) (90.0) ;V (V) 、Ga3+ (0.8) 。
3 回收实验
在线性围内进行回收试验, 取3支25 m L比色管, 按实验方法均加入0.50 m L 10μg/m L Cu2+标准液配成显色体系, 再分别加入10μg/m L Cu2+标准液0.50、1.00、1.50 m L, 测吸光度, 回收率实验结果见表1。
从表1可知, 用该显色剂在Na AC-HAC缓冲液及CTMAB阳离子型微乳液—Triton-100溶液混合微乳液表面活性剂存在下测定铜的光度法实验可行, 方法可用于环境样品中铜的测定。
摘要：研究了以十六烷基三甲溴化胺 (CTMAB) 阳离子型微乳液—Triton-100混合微乳液为介质助溶, 在pH=46的NaAC-HAC缓冲液中, 铜 (II) 与1- (2-吡啶偶氮) -2-萘酚 (PAN) 的显色反应。结果表明:该体系最大吸收波长为λ=500 nm, 回归方程为A=0.0130C (μg/mL) +0.028 7, 相关系数r=0.999 1, 摩尔吸光系数ε=2.258×104L/mol·cm, 铜含量在00.8μg/mL范围内符合朗伯比尔定律。方法可靠快速, 可用于含铜样品的测定。
关键词：铜 (II) ,1- (2-吡啶偶氮) -2-萘酚 (PAN) ,光度法
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偶氮 篇6
目前,在各种精细化工行业中,染色染料生产工业具有产品品种多,批次生产数量不大,生产品种更换频繁,生产收率低等特点。其生产废水有机物和无机盐含量高(含盐量可达2%—15%),并含有对微生物有抑制性的中间体。另外,染色染料等行业生产流程长,从原料到成品往往随有硝化,还原,氯化,缩合,偶合等单元操作过程,副反应多,染料生产过程损失率约2%,染色过程损失率10%,所以废水中有机物的成分非常复杂。而染料、颜料行业以水为溶剂,且分离,精制,水洗,抽滤等工序排出大量的废水。因此决定了该行业的废水量大,且毒性大。
该行业有偶合反应工序,废水中含有—N—N—等发色基因,色度都比较高,如碱性玫瑰精红色滤液的色度高达(100—150)万倍。一般说来,染料、颜料废水色度高于纺织印染废水。
这些年来,随着化工工业的发展,染料品种增多,在结构上环数增加,碳链增长,染色基团各种各样,使得废水中的BOD5/CODcr比值下降。另一方面,染料新的品种都提高了抗光,抗药物,抗氧化等性能[1,2,3,4,5]。因此,传统的污水处理方法(如生物降解)对这类新的有机物染料化合物的去除也就显得有些无能为力,而往往要结合其他处理方法如吸附,化学氧化等进行综合处理。对有效处理这一类废水的技术的研究,必将为控制污染提供巨大的帮助,对工业生产以及生态环境保护等方面具有重大意义。
吸附法是水处理中常见的一种方法,与其他方法相比,具有处理速度快、效率高,不会引入新的污染物到水中等特点[6,7]。但是作为吸附剂和催化剂的固体颗粒物,除结构因素外,其粒径越小,比表面积越大,其性能越好;但随之而来的是粒径越小则越难分离,使运行成本增高,并造成资源浪费[8,9,10,11]。
磁分离法是近年来发展的一种水处理技术,作为一种高效,快速,经济的分离磁性颗粒物的方法。磁分离技术已经广泛地应用于矿业,微生物学,环保等领域,尤其在染料、颜料废水处理中得到一定的应用[12,13,14,15]。其原理是利用磁性颗粒在不均匀磁场中受力不平衡而做定向运动,从而从其他体系中被分离出来[16]。因此如果吸附剂微粒具有磁性,即可利用磁分离技术来解决粉状吸附剂的分离回收问题[17,18,19,20,21,22]。铁酸盐型复合金属氧化物如MnFe2O4,具有较强的磁性,可以使用磁分离方法进行分离回收。但其对有机物的吸附性能如何目前未见有文献报道。实验的研究内容即为制备具有良好磁性的铁锰复合氧化物,并对其吸附偶氮染料酸性红B的性能进行研究。
1 试验方法
1.1 试验设计
分别按照Mn:Fe摩尔比例各为2:3,1:2,1:3和<1:3的配比制备4种磁性吸附剂。选用酸性红B作为被吸附的染料进行吸附实验。研究内容主要分为两部分:第一部分为测定吸附剂的吸附性能,绘制出四种吸附剂的吸附等温线进行比较,了解锰和铁的不同配比对于吸附效果的影响;第二部分为考察各种影响因素对吸附性能的影响,包括pH值,氯离子和硫酸根离子的影响。
1.2 试验试剂
Fe(NO3)3·9H2O、Na2SO4、FeSO4·7H2O、MnCl2·4H2O、NaOH、NaCl、HCl,均为分析纯。
1.3 试验仪器
Z—6100原子吸收仪(HitachiCo.Japan)、752型紫外分光光度计、Mastersizer2000激光粒度分析仪(MaluernCo.)、ASAP2000型比表面仪(Micromeritics Co.)、ShimadzuXD-3A型X-射线衍射仪、pHs—3C型精密pH计。
1.4试验步骤
1.4.1 吸附剂的制备
按照摩尔比Mn:Fe=2:3的比例秤取一定量的Fe(NO3)3和MnCl2放入烧杯中,加少量蒸馏水,将烧杯放于搅拌器上进行搅拌,使两种盐完全溶解。配置4mol/L的NaOH溶液放于塑料瓶中备用。
将NaOH溶液通过输液器缓缓加入铁和锰的混合液中,这时溶液中开始产生沉淀,适当提高搅拌子的转速使产生的沉淀不会沉积在烧杯底部,同时随着沉淀的产生向混合物中适当加入蒸馏水以保证混合物不会太稠密,在NaOH的加入过程中不断的用pH试纸检验混合物的pH值,到pH 10的时候停止加NaOH,继续搅拌。
搅拌一段时间后将得到的浊液在100摄氏度的水浴加热2h,取出,静置,降温后倒出表面水。另加入冷水,同时配置3.7%的盐酸对浊液进行滴定使其pH 7,静置沉淀后将上层水倒出。再次加入水,如此反复洗涤后,将得到的物质放入烘箱中,在110℃下干燥12h左右,取出研磨,然后放入马弗炉内在400℃的温度下煅烧1h。将所得的粉末放入塑料袋保存。
采用相同的方法制备其他Fe、Mn比例的吸附剂。
1.4.2 吸附试验
(1)各样品的粒度分析
用激光粒度分析仪测定各不同铁,锰配比吸附剂的比表面积和粒度。
(2)吸附等温线
取6个250mL锥形瓶,分别加入Mn:Fe=2:3的吸附剂各0.1g,然后向6个锥形瓶中分别加浓度为100×10-6(ppm),150×10-6(ppm),200×10-6(ppm),250×10-6(ppm),300×10-6(ppm),400×10-6(ppm)的酸性红B溶液各40mL,调pH值在3—4之间,然后放入恒温气浴震荡机振荡,保持温度25℃,150r/min。期间不断调整pH值,保证几个锥形瓶中溶液pH基本相同且在3—4之间,2h后取出,经0.45μm滤膜过滤后,用分光光度计在516nm下测定吸光值,并由此计算染料的吸附量。
其他比例的吸附剂重复以上的实验。
(3)pH值的影响
取6个250mL锥形瓶,分别加入Mn:Fe=2:3的吸附剂0.1克,然后向6个锥形瓶中分别加入150ppm的酸性红B溶液40mL,分别调pH值在2,3,4,5,6,9左右,放入恒温气浴震荡机振荡,保持温度25℃,150r/min。期间不断调整pH值,保证几个锥形瓶的pH值分别保持在2,3,4,5,6,9左右,2h后取出,经0.45μm滤膜过滤后,用分光光度计在516nm下测定吸光值,并由此计算染料的吸附量。
用原子吸收测定吸附后溶液Fe、Mn含量。其他比例的吸附剂重复以上的实验。
(4)氯离子和硫酸根离子的影响
制备4mol/L的NaCl和2mol/L的Na2SO4溶液备用。
取10个250mL锥形瓶,分别加入Mn:Fe=2:3的吸附剂0.1g,然后向6个锥形瓶中分别加入150×10-6(ppm)的酸性红B溶液40mL,向前5个锥形瓶中加入NaCl溶液,使溶液中氯离子浓度分别保持在0,0.01mol/L,0.05mol/L,0.1mol/L,0.2mol/L。向后5个锥形瓶中加入Na2SO4溶液,使溶液中硫酸根离子浓度分别保持在0.001mol/L,0.005mol/L,0.01mol/L,0.05mol/L,0.1mol/L,调整pH=3左右,放入恒温气浴震荡机振荡,保持温度25℃,150r/min。期间不断调整pH值,保证几个锥形瓶中溶液pH基本相同且保持在3左右,2h后取出,经0.45μm滤膜过滤,用分光光度计在516nm下测定吸光值,并由此计算染料的吸附量。
其他比例的吸附剂重复以上的实验。
2 实验结果
2.1 材料表征
吸附材料的物理和几何数据由表1给出
由测定数据可以看出,随着铁含量的增加,吸附物质的比表面积逐渐增大,而几种配比吸附剂的比饱和磁化强度都在40emu/g左右,磁响应能力良好,可以用磁分离的方法进行回收。
2.2 吸附等温线
2.2.1 线性吸附等温线
从图1中可以看出,吸附剂中Fe的含量越多,吸附能力越好。(q为吸附量,Ce为平衡浓度,下文同)。
2.2.2 Langmuir吸附等温线(线性转换)
将Langmuir吸附等温式q=QbCe/(1+bCe)(Q—达到饱和时的极限吸附量,b—与吸附能有关的常数)改写成直线式后得到Ce/q=(1/Qb)+(Ce/Q),从图2和表2可以看出,几种配比的吸附剂都较好的符合了Langmuir吸附等温式。
2.3 pH值的影响
由图3可以看出,pH在小于4的范围内时,吸附效果比较好;当pH值到5左右时,吸附量马上有明显的下降;随着pH值的升高,吸附的效果也越来越差,到碱性范围内时吸附效果就非常差了。由此可以推断,pH值越低时,吸附剂表面就聚集了越多的正电荷,而酸性红B本身是一种阴离子染料,因此就越容易被吸附到吸附剂表面。
2.4 氯离子和硫酸根离子对吸附的影响。
氯离子和硫酸根离子是染料废水中普遍含有的两中离子,因此它们对吸附效果的影响应作为必须考虑的因素。
2.4.1 氯离子对吸附的影响。
由图5可以看出,随着氯离子浓度的增加,染料的吸附量基本没发生变化,因此可以得出氯离子不会对该吸附剂对酸性红B的吸附产生影响。
2.4.2 硫酸根离子对吸附的影响。
从图5中可看出,硫酸根离子对吸附的抑制作用很强,可以推测硫酸根是被优先吸附的离子,只要溶液中含有少量的硫酸根离子就会对染料吸附效果造成很大的影响。
2.5 Mn和Fe的析出测定结果。
2.5.1 不同pH值下吸附后溶液中铁离子浓度
从图6中可看出pH在2左右时铁的析出比其他pH值时多,但从总体来看,以MnFe2O4计算,开始所取的0.1g吸附剂中含铁约48mg。吸附后溶液中铁离子浓度为2mg/L左右,溶液体积为40mL,铁析出的量在0.08mg左右,占总量的0.2%。因此pH的变化吸附进行时铁的损失影响不大。
2.5.2 不同pH下吸附后溶液中锰离子浓度。
从图7中可以看出,锰的析出随pH值变化情况和铁基本相同。0.1g吸附剂中含锰约24mg,以溶液体积40mL计算,pH=2时,Mn:Fe=1:2的吸附剂析出锰为0.4mg左右,占总量的1.7%,和铁比较锰的析出较多。因此若既要保证吸附量又要减少吸附剂的损耗,应将pH值控制在3—4左右。另外,从此图中还可以看出,Mn:Fe=2:3的吸附剂,在吸附过程中损失的锰太多,因此这一配比不是制备该种吸附剂的理想配比。
3 结论及讨论
对上述实验结果和分析,有以下结论
(1)在制备磁性吸附剂时,铁的含量越多,则吸附剂的比表面积越大,因此吸附能力也就越强。
(2)此种磁性吸附剂对染料酸性红B的吸附效果在pH<4时最好,pH越大,吸附性能越差。但在pH<3时,铁和锰析出较多,损耗比较严重,因此吸附时应控制pH值在3—4之间以达到最好吸附效果。
(3)溶液中如果有氯离子存在时,对吸附剂的吸附效果基本没有影响,而当溶液中有硫酸根离子存在时,硫酸根会优先被吸附剂吸附,因而会大大的抑制吸附剂对染料的吸附性能。
摘要：染料废水通常具有有机物含量高、抗光,抗药物,难降解等特点,因此难以用传统的污水处理方法进行处理,如能结合其他处理方法(如吸附),对此类废水进行有效处理,对于控制印染废水污染环境具有重要意义。以锰盐,铁盐为主要原料,按照不同的原料配比制备了几种磁性吸附剂,并就其对染料酸性红B的吸附性能进行了实验。实验结果表明:此吸附剂对于染料酸性红B有很强的吸附能力,吸附之后可以通过磁分离技术,对吸附剂进行有效的回收。且该吸附剂配比中Fe的含量越高,吸附效果越好。同时,pH对吸附能力有较大影响,吸附性能在酸性条件下表现良好,pH升高吸附性能变差。染料废水中普遍含有的氯离子对吸附剂的吸附性能基本没有影响,而含有的硫酸根离子则严重抑制吸附性能。
偶氮 篇7
偶氮染料与其他类型的有机染料相比, 偶氮染料由于具备良好的光学性能、热稳定性、溶解性和制备方法简单及短的吸收波长, 适合用作高密度光盘存储材料[1], 近年来受到广泛关注, 取得了长足的发展。
但是偶氮染料不是一种非常稳定的染料 (与花菁类, 酞菁类等相比属于中等稳定性染料) , 这是由于偶氮双键中氮原子上的SP2孤对电子的存在导致偶氮化合物易于发生亲电光氧化反应。一般采取偶氮染料与金属离子络和形成金属螯合物的方式来提高偶氮染料的稳定性。偶氮染料金属螯合物是通过金属离子与偶氮基团中的氮原子SP2孤对电子结合或再与杂环上的N、S、O等原子键合而形成环状结构生成的, 由于偶氮键上的电子云密度降低, 亲电光氧化反应受到抑制, 提高了染料的光热稳定性, 偶氮染料金属螯合物作为光信息存储介质材料已经应用于生产;但是偶氮染料形成金属螯合物也带来了一定的负面影响, 一是偶氮金属螯合物染料的最大吸收波长相对于非螯合物的红移[2], 根据关系式D∝1/λ2可知[3], 用螯合物作为存储介质必然导致记录密度的下降。同时金属螯合物的形成抑制了偶氮的顺反异构变化, 金属偶氮螯合物在可擦性光信息存储介质材料的运用上受到限制。所以尽管偶氮金属螯合物染料具有良好的光热稳定性却只能作为可录型光盘介质材料, 在高密度以及可擦除光存储介质的研究上受到了很大的限制。
高分子材料具备优良的光学透明性、热稳定性和力学性质等特点, 作为基质材料已广泛用于光存储研究领域中, 有机染料与高分子材料的匹配是基于染料在高分子中有良好的溶解性和分散性。高分子聚合物PMMA具有良好的光学性质和成膜性质, 常被用于与偶氮染料相互掺杂研究他们的各种光学性质, 用PMMA与偶氮染料掺杂成膜操作简单, 设备廉价, 所制成的膜光洁度、均匀性、透明性良好。现已成为掺杂研究各种有机介质材料光学性质的主要的高分子聚合物材料之一[4,5]。
本文利用旋涂法 (Spin Coating) 制备了5-Br-PADAP、DMTAM、TADEB、DMTAA 和5-Me-BTAEB等5种 (其中4种为本实验室自行合成新型偶氮染料) 含氮原子的杂环偶氮染料掺杂高分子聚和物聚甲基丙烯酸甲醋 (PMMA) 的薄膜, 研究了膜片的光谱和光学特性, 探讨了它们的光信息存储性能。
2 实验部分
本文选用聚甲基丙烯酸甲醋 (PMMA) 作为掺杂高分子材料, PMMA与偶氮染料掺杂成膜操作简单, 设备廉价, 所制成的膜光洁度、均匀性、透明性良好。现已成为掺杂研究各种有机介质材料光学性质的主要的高分子聚合物材料之一, 聚甲基丙烯酸甲酯的分子结构如图1所示:
2.1 杂环偶氮染料的分子结构式
含杂环的偶氮染料是1类将N, S等杂原子引入到芳环中的偶氮染料。由于杂原子的诱导效应和共轭效应, 使环上原子的电子云密度分布不均, 分子产生极性, 形成了1类具有独特性质的偶氮染料, 其物理性质与其他类型的偶氮染料有所不同, 这对改进偶氮染料的光稳定性、溶解度和灵敏度等都有较大意义。
本文选用5-Br-PADAP (2- (5-溴-2-吡啶偶氮) -5-二乙氨基苯酚) , DMTAM (2- (4, 5-二甲基-2-噻唑偶氮) -5- (二甲氨基) -苯酚) , 5-Me-BTAEB (2- (5-甲基-2-苯并噻唑偶氮) - 5- (二乙氨基) -苯甲酸) , DMTAA (2- (4, 5-二甲基-2-噻唑偶氮) -5- (二甲氨基) -苯氨) , TADEB (2-噻唑偶氮-5-二乙氨基-苯甲酸) 5种含杂原子的偶氮苯染料 (结构式如图2所示) 进行试验, 几种偶氮染料在氯仿中都有较大的溶解度便于制膜:
图2偶氮染料的分子结构式 (a) 5-Me-BTAEB (b) DMTAA (c) TADEB (d) DMTAM (e) 5-Br-PADAP
2.2 偶氮染料薄膜制备
由于偶氮染料在薄膜上的光谱性质更能体现其在光盘存储介质中的实际情况, 我们将5-Br-PADAP, DMTAM, TADEB, DMTAA和5-Me-BTAEB5种偶氮染料掺杂聚合物PMMA制备了光学性能良好的薄膜。首先将5-Br-PADAP, DMTAM, TADEB, DMTAA和5-Me-BTAEB偶氮染料在氯仿 (分析纯, 西安化学试剂厂) 溶剂中溶解, 配成15～30mg/ml的氯仿溶液, 用超声波振荡2h进一步充分溶解, 分别用0.55μm和0.22μm微孔过滤器过滤, 按1:10的比例与PMMA的饱和氯仿溶液充分混合 (用滴管反复吹打促使混合均匀至无气泡产生) , 放置1h, 用旋转镀膜机 (由磁力加热搅拌器自行改装而成) 在k9光学玻璃 (陕西西安天发光电有限责任公司, 直径为30mm, 厚度为1.5mm, 用于测定薄膜反射光谱, 透过光谱性质) 以及单晶硅片 (陕西华山半导体材料厂, 直径45mm, 厚度0.3mm, 用以测定复折射率) 上镀成5-Br-PADAP-PMMA, DMTAM-PMMA, TADEB-PMMA, DMTAA-PMMA和5-Me-BTAEB-PMMA的薄膜[6,7], 薄膜表明没有明显的颗粒, 均匀性良好, 用椭圆偏振光谱仪 (M—2000UI变角度宽光谱椭圆偏振光谱仪, 美国J.A.Wollam公司) 测定k9玻璃上薄膜样品厚度分别为78nm, 86nm, 85nm, 82nm, 63nm。单晶硅片上薄膜样品厚度分别为47nm, 45nm, 53nm, 48nm, 45nm。
2.3 偶氮染料溶液及其薄膜的光谱测定
用TU—1901紫外可见光谱仪 (北京普析通用仪器有限公司) 测定不同样品薄膜的紫外吸收光谱图如图3所示:
室温下, 在U—3501型分光光度计 (日本日立公司) 利用入射角为5度的光束测定掺杂PMMA聚合物的偶氮染料薄膜的反射, 透射光谱图如图4所示:
(a) 5-Br-PADAP (b) DMTAM (c) TADEB (d) DMTAA (e) 5-Me-BTAEB
2.4 光学特性研究
本文利用椭圆偏振光谱仪[8,9,10] (M-2000UI变角度宽光谱椭圆偏振光谱仪, 美国J.A.Wollam公司) 测定了5-Br-PADAP-PMMA, DMTAM-PMMA, TADEB-PMMA, DMTAA-PMMA和5-Me-BTAEB-PMMA薄膜的光学特性, 复折射率图谱如图5所示:
k为虚部 (a) 5-Br-PADAP (b) DMTAM (c) TADEB (d) DMTAA (e) 5-Me-BTAEB
复电解常数#FormatImgID_0#的实部#FormatImgID_1#与虚部#FormatImgID_2#可由下述方程与复折射率N的实部n与虚部k相关联:
我们可以将由椭圆偏振光谱仪测定的复折射率的n值, k值通过以上关系式转换成复电解常数#FormatImgID_3#和#FormatImgID_4#随波长的变化数值, #FormatImgID_5#和#FormatImgID_6#随波长的变化曲线如图6所示。
(a) 5-Br-PADAP (b) DMTAM (c) TADEB (d) DMTAA (e) 5-Me-BTAEB
吸收系数ɑ也可以通过下面的关系式求得:
通过计算转换得到染料薄膜的吸收系数随波长的变化曲线图, 吸收系数ɑ基本如图3吸收光谱所示。
3 讨论
偶氮染料在紫外可见区 (200～700 nm) 存在强的吸收谱带, 归属于由苯环和偶氮基团组成共轭体系的π-π* 跃迁[11]。图2是这几种杂环偶氮染料薄膜态的的吸收光谱图, 由图可知这几种偶氮染料的最大吸收峰λmax处在 400～600 nm之间, 经椭圆偏振光谱仪检测这些薄膜厚度均在100 nm以下, (具体数据见表1所示) , 而薄膜吸光度值均在0.7以上, 可见这几种偶氮染料薄膜具有较大的吸光强度。偶氮染料薄膜的复折射率数据见表2所示。
由文献[12,13]可知, 良好的光存储介质材料必须是较大的n值与较低的k值相匹配, 从图中可以得到表2数据, 可以看出偶氮染料5-Br-PADAP, DMTAM, TADEB, DMTAA薄膜在可见区514 nm处具有强的光谱吸收以及合适的反射光谱, 在此波段具有较高的n值与较低的k值匹配, 有可能作为与Ar+激光器 (514.5 nm) 相匹配的光盘记录介质;5-Me-BTAEB在633 nm处具有强的光谱吸收以及合适的反射光谱, 并有较高的n值与较低的k值匹配, 有望作为与633 nm相匹配的光存储记录介质材料。
摘要：本文利用旋涂法 (Spin-Coating) 在单晶硅片和k9玻璃上分别制备了5-Br-PADAP, DMTAM, TADEB, DMTAA和5-Me-BTAEB五种杂环偶氮染料掺杂高分子聚和物聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 薄膜。测试了薄膜吸收, 透过和反射光谱, 通过椭圆偏振光谱计算了薄膜的光学常数。结果显示偶氮染料薄膜在450600nm之间均有强而宽的吸收, 5-Br-PADAP, DMTAM, TADEB, DMTAA参杂PMMA薄膜在514nm处具有较大的n值与较低的k值相匹配, 有望作为与Ar+激光器相匹配的光盘记录介质;5-Me-BTAEB参杂PMMA薄膜在633nm处具有较大的n值与较低的k值相匹配, 有望作为与He-Ne激光器相匹配的光存储记录介质材料。
偶氮 篇8
偶氮苯侧链型高分子由于其含有偶氮苯基团,在光作用下会发生可逆的顺反异构过程,具有光致取向特性,在光学处理、衍射光学、投影显示、光开关等许多方面具有潜在的应用性[1].近10多年来国内外学者对此类化合物进行了广泛的研究,已有文献报道可利用Ar+激光束在偶氮苯聚合物薄膜上直接“写入”表面凸起光栅,并且通过原子力显微镜观测到光栅起伏.这种光栅很稳定,并可以利用光学方法“擦去”.偶氮苯聚合物上述独有的`性质引起了许多学者的兴趣[2,3].
作 者：董红晨 徐则达 范星河 陈小芳 宛新华 周其凤 作者单位：北京大学化学与分子工程学院高分子科学与工程系,北京,100871 刊 名：高分子学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA POLYMERICA SINICA 年，卷(期)：2003 “”(1) 分类号：O6 关键词：偶氮聚合物 全息光栅 手性末端基★ 高质量近义词
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偶氮 篇9
1-偶氮苯-3-(6-甲氧基-2-苯骈噻唑)-三氮烯显色光度法测定镀镍液中微量铜
研究了1-偶氮苯-3-(6-甲氧基-2-苯骈噻唑)-三氮烯(AMBT)与铜的.显色反应,在pH=10.0的Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液中,在Triton X-100存在下,AMBT与Cu2+反应生成2:1稳定配合物,其最大吸收波长为560 nm,表观摩尔吸光系数为5.36×104 L/(mol・cm).铜含量在0～12 μg/25 mL内符合比尔定律,方法用于测定镀镍液中微量铜,结果与原子吸收法(AAS)相符,6次测定值相对标准偏差＜2%.
作 者：罗道成 刘俊峰 LUO Dao-cheng LIU Jun-feng 作者单位：湖南科技大学化学化工学院,湖南,湘潭,411201 刊 名：材料保护 ISTIC PKU英文刊名：MATERIALS PROTECTION 年，卷(期)： 40(11) 分类号：O657.32 关键词：分光光度法 1-偶氮苯-3-(6-甲氧基-2-苯骈噻唑)-三氮烯 铜 镀镍液 测定