罗丹明6G掺杂介孔材料的报告

1、罗丹明罗丹明6G6G和和B B掺杂到介掺杂到介孔二氧化硅的研究孔二氧化硅的研究制作人：陈伟制作人：陈伟导师：王晓钟导师：王晓钟Contents引言引言直接掺杂合成法，即前掺杂法直接掺杂合成法，即前掺杂法，也叫，也叫“一锅法一锅法”合成后掺杂法，即后掺杂法合成后掺杂法，即后掺杂法染料在介孔二氧化硅中的聚集染料在介孔二氧化硅中的聚集状态以及现象的解释状态以及现象的解释展望展望综述综述目录目录Hot Tipv介孔二氧化硅掺杂染料后在传感器、光学介孔二氧化硅掺杂染料后在传感器、光学波导、太阳能电池、以及非线性材料特别波导、太阳能电池、以及非线性材料特别是激光材料耐光性等领域具有广阔的应用是激光材料耐光

2、性等领域具有广阔的应用前景。前景。v本文综述了近十年来以介孔二氧化硅为主本文综述了近十年来以介孔二氧化硅为主体掺杂荧光染料若丹明体掺杂荧光染料若丹明6G6G和和B B的研究进展，的研究进展，详细讨论了染料在介孔二氧化硅中的聚集详细讨论了染料在介孔二氧化硅中的聚集状态、原因、以及材料的潜在应用。状态、原因、以及材料的潜在应用。 1. Introduction介孔二氧化硅材料具有高的比表面积、较大介孔二氧化硅材料具有高的比表面积、较大的孔径（一般在的孔径（一般在2-30nm）、良好的热湿稳）、良好的热湿稳定性、无毒、易于调节孔径以及易于加工等定性、无毒、易于调节孔径以及易于加工等特性已成为封装有机

3、染料最理想的主体材料特性已成为封装有机染料最理想的主体材料是一种非常好的荧光染料分子，具有很高的是一种非常好的荧光染料分子，具有很高的吸收系数和荧光产率是染料分子中最常使用吸收系数和荧光产率是染料分子中最常使用且使用范围最广的染料且使用范围最广的染料一种前掺杂法，就是在溶胶凝胶技术的溶胶一种前掺杂法，就是在溶胶凝胶技术的溶胶阶段引入染料分子合成制的；另一种是后掺阶段引入染料分子合成制的；另一种是后掺杂法，即形成的凝胶靠直接浸渍到溶有染料杂法，即形成的凝胶靠直接浸渍到溶有染料分子的溶液中获得分子的溶液中获得引言引言介孔二氧介孔二氧化硅做主化硅做主体基质体基质Rh6G和和RhB本文的分本文的分类方

4、法类方法Molecular StructureRh6GRh6G分子结构式分子结构式RhBRhB分子结构式分子结构式 2. pre-doping method特点特点前掺杂主要的优点是前掺杂主要的优点是染料分子均匀的分布，染料分子均匀的分布，这是因为复合物是以这是因为复合物是以分子水平混合，引入分子水平混合，引入更多的染料可能会避更多的染料可能会避免由于染料的二聚而免由于染料的二聚而引起荧光的猝灭、降引起荧光的猝灭、降低、或浸出。低、或浸出。非离子表面活性剂做模板剂酸体系酸体系阳离子表面活性剂做模板剂2.1 acid system with non-ionic surfactant as tem

5、plateGalen D. StuckyGalen D. Stucky首次以首次以P123P123为模为模板把板把Rh6GRh6G掺杂到介孔二氧化硅并掺杂到介孔二氧化硅并结合软刻蚀技术一步合成掺有结合软刻蚀技术一步合成掺有Rh6GRh6G（0.5wt%0.5wt%）的介孔波导管，）的介孔波导管，具有低的直射率具有低的直射率n=1.15n=1.15，表现出，表现出明显的自发放大发射（明显的自发放大发射（ASEASE），泵），泵浦阙值仅浦阙值仅10kWcm10kWcm-2-2。次介孔波导管。次介孔波导管不仅容易制备，而且可以增强染不仅容易制备，而且可以增强染料的发射性能，同时有嵌断共聚料的发射性能

6、，同时有嵌断共聚体还起到控制染料排布阻止其二体还起到控制染料排布阻止其二聚，这为制备低阙值波导管开辟聚，这为制备低阙值波导管开辟了新的道路。了新的道路。Schematic representation of the mesoporous support mesostructured waveguide architecture2.1 acid system with non-ionic surfactant as template0.58wt%Rh6G0.58wt%Rh6G合成的介孔波合成的介孔波导管导管，P6mmP6mm，有序孔道平有序孔道平行于基平面行于基平面，阙值约阙值约5kWcm5kW

7、cm- -2 2，FWHMFWHM为为12-13nm12-13nm0.58wt%Rh6G0.58wt%Rh6G合成的介孔波合成的介孔波导管导管，Im3mIm3m或或P6mmP6mm结构孔结构孔，平行于轴心，平行于轴心，阙值为阙值为32-32-35kWcm35kWcm-2 -21wt%Rh6G1wt%Rh6G掺掺杂的介孔二氧杂的介孔二氧化硅具有化硅具有DFBDFB阙值（约阙值（约55kWcm55kWcm-2 -2）发）发射射FWHMFWHM仅为仅为0.3nm0.3nmP123P123为模为模板板F127F127为模为模板板P123P123为模为模板板Galen D. Stucky小组小组2.1

8、acid system with non-ionic surfactant as templateGuangshan ZhuGuangshan Zhu等小组在室等小组在室温下合成出新的光学不锈钢温下合成出新的光学不锈钢网格介孔网格介孔SBA-15SBA-15薄膜，在原薄膜，在原位掺杂位掺杂Rh6GRh6G后用作固态染后用作固态染料激光器。整个过程很容易料激光器。整个过程很容易且光活性染料不需要超低直且光活性染料不需要超低直射率作支撑，射率作支撑，P6mmP6mm对称性，对称性，阙值为阙值为30uJpulse-130uJpulse-1，FWHMFWHM小于小于0.5nm0.5nm，超过阙值发射，

9、超过阙值发射总强度与泵浦能量呈超线性总强度与泵浦能量呈超线性相关性相关性Haas CostaHaas Costa等通过高压技术等通过高压技术把把Rh6GRh6G掺杂到介孔二氧化硅经掺杂到介孔二氧化硅经压缩后可明显减少染料的二聚压缩后可明显减少染料的二聚，但样品完全不透明但样品完全不透明，不能应不能应用于光学设备用于光学设备。GalenD. Stucky等等首次首次证实介孔二氧化硅纤维结证实介孔二氧化硅纤维结构系统可被应用于先进的光学材料；构系统可被应用于先进的光学材料；该小组以该小组以CTAB为模板在稀酸体系掺杂为模板在稀酸体系掺杂Rh6G的介孔纤维探索其怎样形成以及潜在应用；的介孔纤维探索其

10、怎样形成以及潜在应用；然后该小组在强酸下探索纤维形成以及其然后该小组在强酸下探索纤维形成以及其规律性；规律性；Magdalena Stempniewicz等以等以CTAB为模板掺杂有为模板掺杂有Rh6G的的SBA-3介孔纤维来研究介孔纤维来研究Rh6G的释放性能。的释放性能。v介孔纤维具有理想的光学特性，很好的光繁殖能力，但介孔材料介孔纤维具有理想的光学特性，很好的光繁殖能力，但介孔材料的局部微观结构或薄膜的宏观均匀性能否满足光学或电子性能却的局部微观结构或薄膜的宏观均匀性能否满足光学或电子性能却迟迟迟没有实际的证据迟没有实际的证据2.2 acid system with cationic s

11、urfactant as template2.2 acid system with cationic surfactant as templateIgor SokolovIgor Sokolov等以等以CTACICTACI为模为模板剂掺杂板剂掺杂Rh6GRh6G的超荧光介孔的超荧光介孔二氧化硅粒子，初始浓度是二氧化硅粒子，初始浓度是1- 1-20201010-3 -3MM，成型后，成型后Rh6GRh6G浓度浓度为为4 41010-2 -2MM，荧光亮度大约是，荧光亮度大约是染料在水溶液中的染料在水溶液中的500500倍，荧倍，荧光信号要比染料溶液中的大光信号要比染料溶液中的大约高约高20020

12、0倍，是目前荧光亮度倍，是目前荧光亮度最亮的。最亮的。超荧光介孔二氧化硅粒子超荧光介孔二氧化硅粒子粒子外形，大多是盘状粒子外形，大多是盘状和螺旋二十四面体尺寸，和螺旋二十四面体尺寸，长度尺寸是长度尺寸是5-10m5-10m 3. post-doping method合成后掺杂也有很多缺陷，如难于控制染料的聚集合成后掺杂也有很多缺陷，如难于控制染料的聚集状态、孔阻塞、相分离浸析效应等，但此过程简单状态、孔阻塞、相分离浸析效应等，但此过程简单易于操作且可通过修饰主体基质而后掺杂染料来共易于操作且可通过修饰主体基质而后掺杂染料来共价形成更加稳定的具有特定功能的理想复合物。价形成更加稳定的具有特定功能

13、的理想复合物。酸体系酸体系酸碱体酸碱体系都有系都有碱体系碱体系非离子表非离子表面活性剂面活性剂做模板做模板阳离子表阳离子表面活性剂面活性剂做模板做模板特点3.1 acid system with non-ionic surfactant as templatev后嫁接过程主要是通过表后嫁接过程主要是通过表面硅烷醇基和染料分子的面硅烷醇基和染料分子的共价连接来实现，她成为共价连接来实现，她成为了制备合成后掺杂染料于了制备合成后掺杂染料于介孔材料的有效途径。这介孔材料的有效途径。这一方法的优点很明显，比一方法的优点很明显，比如在有序介孔网格中可以如在有序介孔网格中可以减少引入杂环的负面影响减少引入

14、杂环的负面影响、并能表现出单分散以及、并能表现出单分散以及避免染料的聚合等优点。避免染料的聚合等优点。有潜在应用于光学传感器有潜在应用于光学传感器和固态染料激光器上。和固态染料激光器上。后嫁接过程后嫁接过程3.1 acid system with non-ionic surfactant as template嫁接嫁接GLYMO到基质上把到基质上把RhB键合到基质上键合到基质上嫁接嫁接APES于于SBA-15上键上键合合RhB于基质孔道中于基质孔道中嫁接嫁接APES于于SBA-15上键上键合合RhB于基质孔道中于基质孔道中嫁接后两种染嫁接后两种染料在该基质中的料在该基质中的光降解和耐光性明显地

15、要高于溶胶凝胶基质掺杂染料光降解和耐光性明显地要高于溶胶凝胶基质掺杂染料以及染料在溶液中且克服了染料的浸析，有潜在应用以及染料在溶液中且克服了染料的浸析，有潜在应用于光学传感器和固态染料激光器上。于光学传感器和固态染料激光器上。但这些并没有什但这些并没有什么突出特性，只是探索而已。么突出特性，只是探索而已。3.1 acid system with non-ionic surfactant as template探索介孔二氧化硅材料作为药物输送体系的应用已成为探索介孔二氧化硅材料作为药物输送体系的应用已成为研究的热点，然而合成的六边介孔薄膜大都趋于孔道平研究的热点，然而合成的六边介孔薄膜大都趋于

16、孔道平行于薄膜尤其是内部孔并不漏于外表面行于薄膜尤其是内部孔并不漏于外表面-Myungkoo SuhMyungkoo Suh等以等以F127F127为模板合为模板合成具有成具有3D3D孔结构且孔口延伸到薄孔结构且孔口延伸到薄膜表面，首次用罗丹明类染料水膜表面，首次用罗丹明类染料水溶液研究其摄取和释放动力学性溶液研究其摄取和释放动力学性能。发现：染料在薄膜中摄取量能。发现：染料在薄膜中摄取量强烈地取决于染料分子的带电电强烈地取决于染料分子的带电电荷，而且在薄膜中要比粉末中高荷，而且在薄膜中要比粉末中高好几个数量级。好几个数量级。AFM images3.1 acid system with non

17、-ionic surfactant as templateDayu WuDayu Wu等用等用APESAPES修饰修饰SBA-SBA-1515而后在掺杂而后在掺杂Rh6GRh6G得固态化得固态化学传感器，学传感器，克服了传统仪器克服了传统仪器检测的昂贵性以及分子传感检测的昂贵性以及分子传感器缺乏水溶性等缺陷。器缺乏水溶性等缺陷。其具其具有对汞离子很高的选择性而有对汞离子很高的选择性而且检测限达且检测限达2ppm2ppm汞离子汞离子，经，经氢氧化四丁胺处理后用去离氢氧化四丁胺处理后用去离子水洗涤到中性可重复使用，子水洗涤到中性可重复使用，具有很好的可逆性。具有很好的可逆性。合成过程示意图3.1

18、acid system with non-ionic surfactant as templateZhang NaZhang Na等等使用使用AuAu代替硅烷剂代替硅烷剂作为连接物制备成作为连接物制备成Au-Au-HMS-RhBHMS-RhB探针化学传感器，检测限为探针化学传感器，检测限为7 71010-8 -8MM的的HgHg2+2+，响应时间为响应时间为100s100s，对，对HgHg2+2+有非常优良的选择性，且可用有非常优良的选择性，且可用肉眼观察来检测肉眼观察来检测Hg2+Hg2+离子。其可靠氢氧化四丙基铵溶液离子。其可靠氢氧化四丙基铵溶液处理来淬灭可重复使用，其良好的可逆性也可回收

19、重金处理来淬灭可重复使用，其良好的可逆性也可回收重金属离子。属离子。3.2 alkali system with cationic surfactant as templatev Yuri YamadaYuri Yamada等首次报道了荧光团掺杂到有序介孔胶态微球中来等首次报道了荧光团掺杂到有序介孔胶态微球中来研究自发发射抑制。使用研究自发发射抑制。使用MMSSMMSS掺杂荧光染料掺杂荧光染料RhBRhB形成稳定的具形成稳定的具有有效的发光材料。在有有效的发光材料。在MMSSMMSS光学体系中，自发发射很容易被光学体系中，自发发射很容易被控制。在控制。在RhB-MMSSRhB-MMSS中，可观

20、察到发射强度被抑制，表明中，可观察到发射强度被抑制，表明MMSSMMSS可以为设计新的光学应用，包括低阙值微型激光器和发光二级可以为设计新的光学应用，包括低阙值微型激光器和发光二级管提供潜在的参考策略。管提供潜在的参考策略。v 染料广泛的应用于离子探针领域。染料广泛的应用于离子探针领域。Keiichiro NozawaKeiichiro Nozawa等使用等使用RhBRhB标记的油脂来研究油脂分子是否穿透到生物素化的标记的油脂来研究油脂分子是否穿透到生物素化的MCM-41MCM-41介介孔中。孔中。v Quan YuanQuan Yuan等等52 52 使用使用Rh6GRh6G作为客体分子来评

21、价复合微球在一作为客体分子来评价复合微球在一种新的光敏种新的光敏DNA/DNA/介孔二氧化硅混合物中的装载和释放控制行介孔二氧化硅混合物中的装载和释放控制行为。为。理解这领域的形成机理以及影响规律，比如掺杂染料理解这领域的形成机理以及影响规律，比如掺杂染料的最大荧光浓度的调节和控制，修饰剂对其影响，微的最大荧光浓度的调节和控制，修饰剂对其影响，微环境像孔径、比表面积以及金属掺杂物对其影响机理。环境像孔径、比表面积以及金属掺杂物对其影响机理。主要主要目的目的Rh6G直直接掺杂接掺杂 Rh6G合合成后掺杂成后掺杂Rh6G和和RhB之间的之间的能量传递能量传递RhB合成合成后掺杂后掺杂机理机理4 t

22、he state of dye aggregation in mesoporous silica and explanationRh6G常识性数据常识性数据v 染料基态二聚体在水中形成时染料基态二聚体在水中形成时浓度大约在浓度大约在1010-5 -5MM，是通过呫吨，是通过呫吨环杂化轨道的环杂化轨道的-共轭体系形成共轭体系形成；在浓度为；在浓度为1010-4 -4MM时就不会有任时就不会有任何激光性能何激光性能v 在醇类中形成的二聚浓度达到在醇类中形成的二聚浓度达到0.1M0.1M时才会观察到染料二聚淬灭时才会观察到染料二聚淬灭v Rh6GRh6G二聚体有两种类型，即三二聚体有两种类型，即三明

23、治明治H-H-型二聚体和头对脚型二聚体和头对脚J- J-型二型二聚体。聚体。v 研究染料掺杂在介孔薄膜里的研究染料掺杂在介孔薄膜里的聚集状态对发展可控固态发光聚集状态对发展可控固态发光装置有很好的指导作用。装置有很好的指导作用。二聚体结构示意图二聚体结构示意图4.1 Rh6G pre-doping methodvRh6GRh6G以单体形式存在时紫以单体形式存在时紫外可见吸收谱峰值大约在外可见吸收谱峰值大约在530nm530nm以及电子振动肩峰以及电子振动肩峰在低波长（约在低波长（约500nm500nm）处）处v分子有轻微的溶质变色以分子有轻微的溶质变色以及在极性溶液中吸收发生及在极性溶液中吸收

24、发生红移；红移；v紫外可见吸收谱中紫外可见吸收谱中H-H-型二型二聚体大约在聚体大约在505nm505nm处，处，J- J-型型二聚体在二聚体在540nm540nm处。处。UVUV吸收谱图吸收谱图4.1 Rh6G pre-doping method激发谱中，激发谱中，525nm525nm归属于归属于Rh6GRh6G单体，谱峰红移归单体，谱峰红移归属于荧光属于荧光J- J-型二聚体，谱型二聚体，谱峰蓝移归属于非荧光峰蓝移归属于非荧光H-H-型型二聚体。二聚体。Rh6GRh6G在介孔二氧化硅薄膜在介孔二氧化硅薄膜中荧光谱峰在中荧光谱峰在550nm550nm归属归属于单体的形成，红移大约于单体的形成

25、，红移大约在在600nm600nm归属于荧光归属于荧光J- J-型二型二聚体。聚体。Rh6G荧光和激发光谱荧光和激发光谱4.1 Rh6G pre-doping methodUVUV吸收谱图吸收谱图表面活性剂浓度影响染料的表面活性剂浓度影响染料的聚合，浓度越高荧光越强且聚合，浓度越高荧光越强且主要以主要以J- J-型二聚体为主。这型二聚体为主。这是因为表面活性剂更喜欢头是因为表面活性剂更喜欢头对脚二聚体在胶团里形成，对脚二聚体在胶团里形成，表面活性剂引进了一个有限表面活性剂引进了一个有限制的环境，在这个环境下，制的环境，在这个环境下，H-H-型二聚体被扭曲进而导致型二聚体被扭曲进而导致倾斜倾斜J

26、- J-型二聚体形成。型二聚体形成。表面活性剂对表面活性剂对Rh6G的影响的影响4.2 Rh6G post-doping method染料浓度相同时，染料浓度相同时，Rh6GRh6G在在18.2nm18.2nm基质中与基质中与5.4nm5.4nm基质相比荧光强度基质相比荧光强度要强要强5 5倍多，但经过倍多，但经过3030天后，天后，18.2nm18.2nm的混合物显著地下降，而的混合物显著地下降，而5.4nm5.4nm孔径却没有明显的变化，说明孔径却没有明显的变化，说明5.4nm5.4nm的孔结构有很好的耐光性。虽的孔结构有很好的耐光性。虽然然18.2nm18.2nm孔径掺杂孔径掺杂Rh6G

27、Rh6G更有效，但近一个月后介孔孔径在更有效，但近一个月后介孔孔径在5.4nm5.4nm有有更好的耐光性。更好的耐光性。孔尺寸对染料的影响孔尺寸对染料的影响金粒子的影响金粒子的影响4.2 Rh6G post-doping method用用3-MPTS3-MPTS修饰介孔修饰介孔MCM-MCM-4141后连接后连接AuAu纳米粒子，最纳米粒子，最后掺杂后掺杂Rh6GRh6G到介孔孔中研到介孔孔中研究表面能量传递。究表面能量传递。当金纳米粒子存在时，当金纳米粒子存在时，Rh6GRh6G染料荧光谱强度戏剧染料荧光谱强度戏剧性的猝灭。游离的金纳米性的猝灭。游离的金纳米粒子具有很高的荧光猝灭粒子具有很高

28、的荧光猝灭能力。能力。随着金纳米粒子的增加，随着金纳米粒子的增加，染料的荧光猝灭也增加。染料的荧光猝灭也增加。合成示意图合成示意图4.3 RhB post-doping methodv当当RhB/RhB/乙醇溶液浓度从乙醇溶液浓度从1 11010-3 -3到到1 110-10-4 4molLmolL-1 -1，而后减少到而后减少到1 11010-6 -6molLmolL-1 -1时，荧光谱峰从时，荧光谱峰从611611蓝移蓝移到到593nm593nm，最后到，最后到566nm566nm，而单体荧光谱峰在，而单体荧光谱峰在565nm565nm。v经修饰介孔二氧化硅后掺经修饰介孔二氧化硅后掺杂杂R

29、hBRhB都可观察到荧光蓝都可观察到荧光蓝移移RhB的基本常识的基本常识不同主体基质对不同主体基质对RhB的影响的影响(a) 1103 mol L1, (b) 1104 mol L1, (c) 1106 mol L1, solid PL of Rh B in(d) none porous silica, (e) SBA-15, (f) MCM-41, (g) KIT-6 are shown on the underside.4.3 RhB post-doping methodSBA-15SBA-15、MCM-41MCM-41和和KIT-6KIT-6依次依次发生显著地蓝移，表明分子结发生显著地蓝

30、移，表明分子结构和孔拓扑学对构和孔拓扑学对RhBRhB的荧光特的荧光特性有重要的影响。性有重要的影响。染料荧光光谱在染料荧光光谱在MCM-41MCM-41（孔尺（孔尺寸寸2.3nm2.3nm）中蓝移要比）中蓝移要比SBA-15SBA-15（孔尺寸（孔尺寸8.7nm8.7nm）做主体更短。）做主体更短。而在而在KIT-6KIT-6（孔尺寸（孔尺寸8.8nm8.8nm）情）情况下，其具有与况下，其具有与SBA-15SBA-15相似的相似的孔尺寸但孔道是扭曲的，她的孔尺寸但孔道是扭曲的，她的荧光谱图相比于荧光谱图相比于SBA-15SBA-15表现出表现出更大的蓝移，这是由于染料分更大的蓝移，这是由于

31、染料分子在孔道中自由度的进一步降子在孔道中自由度的进一步降低导致。低导致。4.3 RhB post-doping methodRhB 在在Ce、Fe和和Cr掺杂的介孔掺杂的介孔MCM-48中中荧光谱图荧光谱图蓝移分别为大约蓝移分别为大约30nm、4nm和和7nm表明铈在介孔中有与表明铈在介孔中有与RhB分分子发生强烈的相互作，改变了子发生强烈的相互作，改变了-共轭体系，使共轭体系，使RhB的最大发射峰的最大发射峰发生较大的蓝移；发生较大的蓝移；4、7 nm,可解可解释为释为RhB与与Fe3+, Cr6+ 发生弱的发生弱的相互作用。相互作用。相对量子产率为相对量子产率为 Si-MCM-48 Ce

32、-MCM-48 Cr-MCM-48 Fe-MCM-48。这是由于金属离子。这是由于金属离子（Fe3+, Cr6+）要比稀土金属离子）要比稀土金属离子(Ce4+)与与RhB具有更高的电子转具有更高的电子转移效率。移效率。 4.3 RhB post-doping methodCe-MCM-48中随铈浓度变化对中随铈浓度变化对RhB的影响的影响随铈浓度的增加，随铈浓度的增加，RhBRhB的最大发射的最大发射强度减少，而后随铈浓度的继续强度减少，而后随铈浓度的继续增大，强度增大。可解释为从激增大，强度增大。可解释为从激发染料分子到电子受体（发染料分子到电子受体（Ce4+Ce4+）电子传递效率随铈浓度的

33、增加而电子传递效率随铈浓度的增加而增加，这会导致染料分子的荧光增加，这会导致染料分子的荧光淬灭。然而，孤立的骨架淬灭。然而，孤立的骨架Ce4+Ce4+越越多，多，RhBRhB分子引入分子筛孔道中就分子引入分子筛孔道中就越多，因此，随着铈浓度的增加，越多，因此，随着铈浓度的增加，发射强度和相对量子产率增加。发射强度和相对量子产率增加。荧光谱图荧光谱图4.3 RhB post-doping methodRhBRhB在在Ce-MCM-48Ce-MCM-48中表现出双指数衰减，两种寿命分布中表现出双指数衰减，两种寿命分布为为 1 1（短）和（短）和 2 2（长）。（长）。 1 1属于属于RhBRhB分

34、子吸附在硅醇位置；分子吸附在硅醇位置； 2 2属于属于RhBRhB分子吸收在孤立的分子吸收在孤立的CeCe4+4+表面位置，相对形式表面位置，相对形式更加稳定。随着铈掺杂更加稳定。随着铈掺杂MCM-48MCM-48浓度的增加，寿命逐渐浓度的增加，寿命逐渐地减少。这是由于从激发态染料分子到电子受体（地减少。这是由于从激发态染料分子到电子受体（CeCe4+4+）的电子传递效率随铈浓度的增加而增加，这会导致染料的电子传递效率随铈浓度的增加而增加，这会导致染料分子荧光淬灭。分子荧光淬灭。RhB在在Ce-MCM-48中随铈浓度变化的荧光寿命中随铈浓度变化的荧光寿命4.4 the energy trans

35、fer between Rh6G and RhB纳米封装的有机染料可能会经过纳米封装的有机染料可能会经过一个能量传输，导致在低浓度时一个能量传输，导致在低浓度时荧光信号的增强。荧光信号的增强。FRETFRET的发生要的发生要求赠体在泵浦波长上有强烈的吸求赠体在泵浦波长上有强烈的吸收，受体的吸收与赠体的发射要收，受体的吸收与赠体的发射要重叠。重叠。Rh6GRh6G的发射谱带（最大值的发射谱带（最大值在在554nm554nm）和）和RhBRhB吸收谱带（最大吸收谱带（最大值在值在553nm553nm）之间明显地重叠。）之间明显地重叠。这表明对这表明对Rh6GRh6G的发射和的发射和RhBRhB的吸

36、的吸收在能隙间存在重叠，因此准许收在能隙间存在重叠，因此准许能量从赠体能量从赠体Rh6GRh6G到受体到受体RhBRhB的传的传递。递。荧光荧光-UV-UV混合谱图混合谱图4.4 the energy transfer between Rh6G and RhB在水溶液中，在水溶液中，RhBRhB的荧光发射直到浓度增加到的荧光发射直到浓度增加到1010-5 -5MM是才出现，表明是才出现，表明RhBRhB在较低浓度时能量传递并不明显。随着在较低浓度时能量传递并不明显。随着RhBRhB浓度的逐渐增加，浓度的逐渐增加，发射也随之增加。最后，当发射也随之增加。最后，当RhBRhB的浓度增加到的浓度增加

37、到5 51010-5 -5MM时，时，Rh6GRh6G发发射猝灭，射猝灭，RhBRhB的发射达到最大值。在介孔主体中，当的发射达到最大值。在介孔主体中，当RhBRhB的浓度增的浓度增加到加到1.21.21010-5 -5MM时，时，RhBRhB的发射达到最大值。因此，的发射达到最大值。因此，Rh6GRh6G和和RhBRhB之间之间的能量传递在介孔二氧化硅中要比水溶液中更加有效。的能量传递在介孔二氧化硅中要比水溶液中更加有效。水水介孔介孔4.4 the energy transfer between Rh6G and RhBMCM-48MCM-41SBA-15R6GR6G和和RhBRhB之间的之

38、间的FRETFRET效应在不同孔结构介孔材料效应在不同孔结构介孔材料MCM-41MCM-41、MCM-MCM-4848和和SBA-15SBA-15中也有区别。在中也有区别。在MCM-48MCM-48中要比在中要比在MCM-41MCM-41和和SBA-15SBA-15中强，中强，因为因为RhBRhB浓度相同时浓度相同时Rh6GRh6G在在MCM-48MCM-48中发射几乎完全淬灭，中发射几乎完全淬灭，MCM-48MCM-48具有三维孔道结构，此结构有利于客体分子的分散，进而导致高效具有三维孔道结构，此结构有利于客体分子的分散，进而导致高效的能量传递；，的能量传递；，SBA-15SBA-15效率却

39、低于效率却低于MCM-41MCM-41，是由于其网格曲率较，是由于其网格曲率较低，羟基密度降低，导致更多的能量损失。低，羟基密度降低，导致更多的能量损失。4.4 the energy transfer between Rh6G and RhB掺杂金属到介孔二氧化硅中也掺杂金属到介孔二氧化硅中也会影响会影响Rh6GRh6G和和RhBRhB之间的能量之间的能量传递。传递。Rh6GRh6G的淬灭率随铝和铈的淬灭率随铝和铈浓度在浓度在MCM-48MCM-48中增加明显地减中增加明显地减少，这是由于金属原子掺杂到少，这是由于金属原子掺杂到MCM-48MCM-48结构中可以提高网格接结构中可以提高网格接受电子的能力，导致受电子的能力，导致Rh6GRh6G能量能量损失。损失。CeCe掺杂的掺杂的MCM-48MCM-48材料相材料相比于比于Al-MCM-48Al-MCM-48，能量传递过程，能量传递过程