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荧光染料
荧光染料是一些具有特殊结构的化合物,其结构特征主要有以下三点:
(1)、分子内含有发射荧光的基团,如羰基、氮氮双键、碳氮双键等。
(2)、分子内含有助色基团。助色基团使光谱红移并增大荧光效率,如伯胺基、仲胺基、羟基、醚键、酰胺基等。
(3)、分子内含有刚性平面结构的共轭π键。分子内共轭体系愈大平面性愈强其荧光强度愈高。一些能提高共轭度的因素能提高荧光效率,并使荧光波长向长波方向移动。
避免在酸性环境下使用(Al2O3与酸会发生中和反应)。避免与水接触,尽量密封保存;(会吸收空气中水分,使夜光粉变黑不发光和结块)。避免与金属接触(会影响夜光粉的不饱和状态,影响发光)。避免高温高速摩擦(会改变夜光粉已有的结构)。带有放射性的夜光粉,是在荧光粉中掺入放射性物质,利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光,这类夜光粉发光时间很长,但有毒有害和环境污染等应用范围小。
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现在先看光子的吸收。起初分子处于基态,就是 S0 的 0,一个能量合适的光子打过来后,电子吸收了这个光子的能量,跳到电子激发态的第三振动激发态。这个过程中能量是守恒的,分子体系能量增加了 \hbar\omega, \hbar 为普朗克常数除以2\pi,\omega为光子角频率。当然,如果光子能量稍多或稍少,电子会跳到更高或者更低的某个态上,如果这个态存在的话。吸收完成后,分子处于一个不怎么稳定的状态,有放出能量回到基态的趋势。这个放出能量有多种途径,比如图中的红箭头,是振动能级的弛预,通过分子之间的碰撞等过程把振动能量变成分子动能,宏观上来看体系温度升高,也就是变成了热。通过某种方式弛预到激发态的振动基态后,发生电子跃迁,回到电子基态。这个跃迁的终态也是有多种可能的,可以回到电子基态的任意振动激发态。这个过程中,体系发出光子,能量降低,即为荧光。
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万一吸进荧光粉,那和吸进灰尘一样。微量的,会被呼吸器官黏膜粘住,再随痰吐出。少量的,可能进入肺部,慢慢随痰吐出。经常吸入,会生“矽肺”。少量荧光粉粘到皮肤,也象灰尘一样,用水洗掉就行了。经常接触荧光粉,或荧光粉浆液,皮肤会变粗糙。荧光粉对身体有一定的辐射,好不多接触,偶尔接触问题不大。荧光粉是什么以及荧光粉有毒吗的内容就到这里了,国内外夜光材料主要是以ZnS(硫化锌)SrS(硫化锶)和CaS(硫化钙)制成的,发出绿光和黄光。不过SrS,CaS材料易潮解,给广泛应用带来困难。所以市场上主要是以ZnS为基质的夜光材料。但它的余辉时间只有1~3小时,而且在强光(如太阳光)、紫外光和潮湿空气中容易变质发黑,所以在许多领域中应用受到限制。添加钻、铜共的ZnS夜光粉虽然有很长的余辉时间,但它有红外淬灭现象,在电灯光(包含较多的红光)照射下,余辉很快熄灭。
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