CN108535225B - 测试量子产率的方法 - Google Patents

测试量子产率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108535225B
CN108535225B CN201810223940.5A CN201810223940A CN108535225B CN 108535225 B CN108535225 B CN 108535225B CN 201810223940 A CN201810223940 A CN 201810223940A CN 108535225 B CN108535225 B CN 108535225B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substance
wavelength
absorbance
solvent
quantum yield
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810223940.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108535225A (zh
Inventor
王允军
孙雅娟
李敬群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Xingshuo Nanotech Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Xingshuo Nanotech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Xingshuo Nanotech Co Ltd filed Critical Suzhou Xingshuo Nanotech Co Ltd
Priority to CN201810223940.5A priority Critical patent/CN108535225B/zh
Publication of CN108535225A publication Critical patent/CN108535225A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108535225B publication Critical patent/CN108535225B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths

Abstract

本发明公开了一种测试量子产率的方法。该方法包括以下步骤：提供量子产率为QYr的标准物质；提供折射率为nr的第一溶剂和折射率为ns的第二溶剂，将标准物质溶解在第一溶剂中形成标准液，得到所述标准物质的吸光度Ar；将待测物质溶解在第二溶剂中形成待测液，得到所述待测物质的吸光度As；使用第一波长λ1的第一激发光对标准液进行测试得到标准物质的发射峰积分面积Fr；使用第二波长λ2的第二激发光对待测液进行测试得到待测物质的发射峰积分面积Fs；在第一波长λ1处，获得第一激发光光强Ir；在第二波长λ2处，获得第二激发光光强Is。待测物质的量子产率QYs由下式得出：
Figure DDA0001600746460000011

Description

测试量子产率的方法
技术领域
本申请属于量子点领域，特别是涉及一种测试量子产率的方法。
背景技术
荧光材料的量子产率是其重要的参数。从理论上讲，量子产率为发射总光子数与吸收总光子数的比值。目前，测定量子产率的直接方法例如有积分球法等，这些方法需要专业的设备，在普通实验室中难以进行。
测定量子产率的间接方法有传统光谱参比法，该方法简单、速度快，但是这种方法测试结果不准确。为此，需要一种新的测试方法。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种测试量子产率的方法。根据本发明的方法属于间接方法，易于在普通实验室中进行。此外，本发明的方法对激发光源进行了修正，从而提高了测试结果的准确性。
根据本发明的测试量子产率的方法，包括以下步骤：提供量子产率为QYr的标准物质；提供折射率为nr的第一溶剂和折射率为ns的第二溶剂，将标准物质溶解在第一溶剂中形成标准液，得到标准物质的吸光度Ar；将待测物质溶解在第二溶剂中形成待测液，得到待测物质的吸光度As；使用第一波长λ1的第一激发光对标准液进行测试得到标准物质的发射峰积分面积Fr，使用第二波长λ2的第二激发光对待测液进行测试得到待测物质的发射峰积分面积Fs；在第一波长λ1处，获得第一激发光光强Ir；在第二波长λ2处，获得第二激发光光强Is，
所述待测物质的量子产率QYs由下式得出：
Figure BDA0001600746440000011
本发明的方法借助于标准物质对待测物的量子产率进行了测试，属于间接测试方法。在测试过程中无需专业设备，在普通实验室中就能方便地进行。相比于现有技术，在本发明的方法中，含有激发光的发光强度的计算项Ir/Is，考虑了影响测试结果的光源因素，从而提高了测试结果的准确性。
在一个实施例中，第一激发光和所述第二激发光由同一连续光源得到。连续光源可以发出波长范围较宽的光。通过使用单色器，例如光栅，可以从连续光源发射的光中选择出波长范围非常窄的光，并由此可将选择的光作为激发光。通过这种方法获得激发光可以进一步避免不同光源对测试结果带来的影响，从而进一步提高测试结果的准确性。
在一个实施例中，将连续光源的光强以预定波长处的光强为基准进行归一化处理，第一激发光光强Ir和第二激发光光强Is为归一化处理后的数值。通过归一化处理，可极大地减小数据处理量，从而简化计算过程，这也有助于提高最终结果的准确性。
在一个优选的实施例中，预定波长为第二波长λ2。由此，第二激发光光强Is归一化处理后的数值为1，进一步简化了计算过程。在一个更优选的实施例中，第二波长λ2为370nm或450nm。对于发射蓝光的待测物质而言，可选用第二波长λ2为370nm的光强为基准来对连续光源的光强进行归一化处理，对于发射绿光或红光的待测物而言，可选用第二波长λ2为450nm的光强为基准来对连续光源的光强进行归一化处理。这样，不同的待测物质均在相同的激发光下测试，避免了不同的激发光导致的测试结果不同，从而进一步提高了测试结果的准确性。
在一个实施例中，标准物质为以下化合物中的一种：
Figure BDA0001600746440000021
Figure BDA0001600746440000031
在一个实施例中，第一溶剂与所述第二溶剂相同或不同。优选地，第一溶剂和第二溶剂各自为水、乙醇、甲苯、氯仿、正庚烷、正己烷、正辛烷中的一种。
在一个实施例中，吸光度Ar和所述吸光度As均大于零且小于0.06。优选地，吸光度Ar和所述吸光度As均大于零且小于0.05。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)在本发明的方法中，含有激发光的发光强度的计算项Ir/Is，考虑了影响测试结果的光源因素，提高了测试结果的准确性。(2)本发明的方法借助于标准物质对待测物的量子产率进行了测试，属于间接测试方法。在测试过程中无需专业设备，在普通实验室中就能方便地进行。
附图说明
图1为实施本发明的方法的过程示意图；
图2为本申请的实施例一的标准物质的发射光谱；
图3为本申请的实施例一的待测物质的发射光谱；
图4为本申请的实施例二的标准物质的发射光谱；
图5为本申请的实施例二的待测物质的发射光谱。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。
图1示意性地显示了根据本发明的方法的测试量子产率的方法。如图1所示，本发明的方法包括以下步骤：
步骤11：提供量子产率为QYr的标准物质。标准物质的QYr是已经公开的，经查阅就可得知。
步骤12：提供折射率为nr的第一溶剂和折射率为ns的第二溶剂，将标准物质溶解在第一溶剂中形成标准液，得到标准物质的吸光度Ar；将待测物质溶解在第二溶剂中形成待测液，得到待测物质的吸光度As。吸光度可通过现有技术中公知方法获得，例如通过紫外分光光度计获得，这里不再赘述。
步骤13：使用第一波长λ1的第一激发光对标准液进行测试得到标准物质的发射峰积分面积Fr；使用第二波长λ2的第二激发光对待测液进行测试得到待测物质的发射峰积分面积Fs。
通过分别测试标准物质和待测物质的发射光谱，通过数学计算就可以的得到各自的发射峰积分面积。这些获得过程都是本领域的技术人员公知的，不再赘述。
步骤14：在第一波长λ1处，获得第一激发光光强Ir；在第二波长λ2处，获得第二激发光光强Is。
步骤15：计算待测物质的量子产率QYs。
Figure BDA0001600746440000041
第一测试装置：连续光源为日立F4500氙灯光源，型号：UXL-S150。测试其光强并且以其波长为450nm处的光强为基准，对光源的光强进行归一化处理，结果如表1。测试方案和归一化方法都是本领域的技术人员公知的，不再赘述。
第二测试装置：连续光源为英国fluoroSENS 9000氙灯光源，型号：XBO150W/CROFR。测试其光强并且以其波长为450nm处的光强为基准，对光源的光强进行归一化处理，结果如表2。测试方案和归一化方法都是本领域的技术人员公知的，这里不再赘述。
实施例1：
使用第一测试装置进行测试。选择化合物(1-3)作为标准物质，其QYr为89％，吸光度Ar为0.046，激发波长为430nm。第一溶剂为溶剂乙醇，
Figure BDA0001600746440000042
等于1.855。使用第一波长λ1＝430nm进行测试，得到标准物质的发射光谱，如图2。由图2可知，标准物质的发射峰积分面积Fr为62459。根据第一波长λ1＝430nm，在表1选择得到Ir为0.756138。
待测物质为CdSe/ZnS绿光量子点，第二溶剂为甲苯。
Figure BDA0001600746440000054
等于2.24。使用紫外分光光度计测得待测物质的吸光度As为0.051。使用第二波长λ2＝450nm进行测试，得到待测物质的发射光谱，如图3。由图3可知，待测物质的发射峰积分面积Fs为69875。根据第二波长λ2＝450nm，在表1选择得到Is为1。
由此，根据本发明的方法，待测物质的量子产率计算如下：
Figure BDA0001600746440000051
实施例2：
使用第二测试装置进行测试。选择化合物(1-7)作为标准物质，其QYr为63％，吸光度Ar为0.047，激发波长为570nm。第一溶剂为溶剂乙醇，
Figure BDA0001600746440000056
等于1.855。使用第一波长λ1＝570nm进行测试，得到标准物质的发射光谱，如图4。由图4可知，标准物质的发射峰积分面积Fr为1.508384×109。根据第一波长λ1＝570nm，在表2选择得到Ir为0.784843。
待测物质为CdSe/ZnS红光量子点，第二溶剂为甲苯。
Figure BDA0001600746440000055
等于2.24。使用紫外分光光度计测得待测物质的吸光度As为0.049。使用第二波长λ2＝450nm进行测试，得到待测物质的发射光谱，如图5。由图5可知，待测物质的发射峰积分面积Fs为2.212391×109。根据第二波长λ2＝450nm，在表2选择得到Is为1。
由此，根据本发明的方法，待测物质的量子产率计算如下：
Figure BDA0001600746440000052
对比例1：
根据现有技术的方法，测试待测物质的量子产率。与实施例1大体相同，不同之处仅在于不考虑计算项Ir和Is。
根据现有技术的方法，待测物质的量子产率计算如下：
Figure BDA0001600746440000053
对比例2：
根据现有技术的方法，测试待测物质的量子产率。与实施例2大体相同，不同之处仅在于不考虑计算项Ir和Is。
根据现有技术的方法，待测物质的量子产率计算如下：
Figure BDA0001600746440000061
显然，量子产率QYS是不可能大于100％的。因此可得知，现有技术中的方法测试量子产率并不精确，而本申请的方法能够更为准确的测试结果。
尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本申请精神的实质，本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解，并不能构成对本申请的限制。
表1
Figure BDA0001600746440000062
表2
Figure BDA0001600746440000071

Claims (15)

1.测试量子产率的方法，包括以下步骤：
提供量子产率为QYr的标准物质；
提供折射率为nr的第一溶剂和折射率为ns的第二溶剂，将所述标准物质溶解在所述第一溶剂中形成标准液，得到所述标准物质的吸光度Ar；将待测物质溶解在第二溶剂中形成待测液，得到所述待测物质的吸光度As；
使用第一波长λ1的第一激发光对所述标准液进行测试得到所述标准物质的发射峰积分面积Fr；使用第二波长λ2的第二激发光对所述待测液进行测试得到所述待测物质的发射峰积分面积Fs；
在所述第一波长λ1处，获得第一激发光光强Ir；在所述第二波长λ2处，获得第二激发光光强Is，
所述待测物质的量子产率QYs由下式得出：
Figure FDA0002626435180000011
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一激发光和所述第二激发光由同一连续光源得到。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述连续光源的光强以预定波长处的光强为基准进行归一化处理，
所述第一激发光光强Ir和第二激发光光强Is为归一化处理后的数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定波长为第二波长λ2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二波长λ2为370nm或450nm。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二波长λ2为370nm或450nm。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二波长λ2为370nm或450nm。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二波长λ2为370nm或450nm。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，所述标准物质为以下化合物中的一种：
Figure FDA0002626435180000021
10.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一溶剂与所述第二溶剂相同或不同。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一溶剂与所述第二溶剂相同或不同。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一溶剂和所述第二溶剂各自为水、乙醇、甲苯、氯仿、正庚烷、正己烷、正辛烷中的一种。
13.根据权利要求1-8、11-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸光度Ar和所述吸光度As均大于零且小于0.06。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述吸光度Ar和所述吸光度As均大于零且小于0.06。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述吸光度Ar和所述吸光度As均大于零且小于0.06。
CN201810223940.5A 2018-03-19 2018-03-19 测试量子产率的方法 Active CN108535225B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810223940.5A CN108535225B (zh) 2018-03-19 2018-03-19 测试量子产率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810223940.5A CN108535225B (zh) 2018-03-19 2018-03-19 测试量子产率的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108535225A CN108535225A (zh) 2018-09-14
CN108535225B true CN108535225B (zh) 2020-11-03

Family

ID=63484005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810223940.5A Active CN108535225B (zh) 2018-03-19 2018-03-19 测试量子产率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108535225B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1273779A1 (ru) * 1984-08-09 1986-11-30 Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко Эталон дл определени квантового выхода и поверки чувствительности люминесцентных приборов
CN101084430A (zh) * 2004-10-26 2007-12-05 原子能委员会 溶液中染料的荧光量子产率的相对测量方法
CN101788479A (zh) * 2010-01-22 2010-07-28 华中科技大学 对基于量子点的荧光共振能量转移进行高灵敏度检测的方法
CN101838476A (zh) * 2009-03-18 2010-09-22 北京大学 一类有机荧光染料化合物及其合成方法与应用
CN103226100A (zh) * 2013-04-09 2013-07-31 深圳先进技术研究院 一种量子产率的测试方法
CN105403548A (zh) * 2015-12-08 2016-03-16 厦门稀土材料研究所 一种变温光谱测量装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6623973B2 (en) * 2001-04-04 2003-09-23 Altair Center, Llc. Method for detection of organic vapors based on fluorescence enhancement in porphyrin aggregates

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1273779A1 (ru) * 1984-08-09 1986-11-30 Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко Эталон дл определени квантового выхода и поверки чувствительности люминесцентных приборов
CN101084430A (zh) * 2004-10-26 2007-12-05 原子能委员会 溶液中染料的荧光量子产率的相对测量方法
CN101838476A (zh) * 2009-03-18 2010-09-22 北京大学 一类有机荧光染料化合物及其合成方法与应用
CN101788479A (zh) * 2010-01-22 2010-07-28 华中科技大学 对基于量子点的荧光共振能量转移进行高灵敏度检测的方法
CN103226100A (zh) * 2013-04-09 2013-07-31 深圳先进技术研究院 一种量子产率的测试方法
CN105403548A (zh) * 2015-12-08 2016-03-16 厦门稀土材料研究所 一种变温光谱测量装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
应用于ＬＥＤ显示屏的ＣｄＳｅ荧光量子点的量子产率研究;李青龙等;《光谱学与光谱分析》;20161031;第36卷(第10期);第429-430页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108535225A (zh) 2018-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105403548B (zh) 一种变温光谱测量装置
Würth et al. Evaluation of a commercial integrating sphere setup for the determination of absolute photoluminescence quantum yields of dilute dye solutions
JPH09292281A (ja) 蛍光体の量子効率測定方法および測定装置
JP7412802B2 (ja) 分光測定方法
CN103424389A (zh) 一种测量荧光粉的pl光谱及ple光谱的测试系统
Ferreira et al. Fluorescence quantum yield evaluation of strongly absorbing dye solutions as a function of the excitation wavelength
DE102004044717A1 (de) Verfahren und Kit zur Kalibrierung eines Photolumineszenzmesssystems
CN108535225B (zh) 测试量子产率的方法
JP2008518222A (ja) 溶液中の染料の蛍光量子収率の相対測定方法
CN108562562B (zh) 测试量子产率的方法
CN108801949B (zh) 测试量子产率的方法
Marshall et al. Multi-element atomic fluorescence spectroscopy: Stimulation of atomic fluorescence of mixtures of bismuth, mercury, selenium and tellurium; cadmium and zinc; gallium and indium by means of multi-element microwaveexcited electrode less discharge tubes
JP5760589B2 (ja) 白色ｌｅｄ装置用蛍光体の蛍光スペクトルの測定方法及び測定装置
JP2018115872A (ja) カーボンブラック測定装置、カーボンブラック測定プログラムおよびカーボンブラック測定方法
CN109946282B (zh) 一种用于测量荧光薄膜透射率或反射率光谱的测量方法
CN112816446B (zh) 一种基于荧光光谱检测荧光轮粉体衰变的方法
Zwinkels Metrology of photoluminescent materials
CN111982864B (zh) 一种激发光强相关的绝对光致发光量子效率测量方法
KR20140124643A (ko) 편광판 염색액 조성물 중 요오드화물 농도의 분석방법
JP3309491B2 (ja) 蛍光ランプの検査方法
KR102256845B1 (ko) 적분구를 이용한 형광 측정 장치 및 방법
Wang et al. 14.2: Invited Paper: Quantum Yield Measurement Using Organic Dyes as References for Semiconductor Nanocrystals
JPH05256765A (ja) 顕微分光光度計
Tereshchenko Development of LED method of reproduction of luminous intensity unit
CN109342394B (zh) 一种采用双波长激光的手持式拉曼光谱仪及实现方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant