特殊的化学发光现象之三：纳米化学发光和电致化学发光

nmemc

2005/11/08

私聊

化学发光

如前所述，对于化学发光的研究一般仅局限于分子和离子水平以及简单的分
子聚集体如胶束和微乳液等。纳米材料作为一种微尺度的物质构成单元，其特殊
的Kubo 效应、小尺寸效应、表面效应及量子隧道效应使其呈现许多奇异的物理、
化学性质。近年来，
有关纳米材料参与的气相和液相化学发光反应体系受到了越来越广泛的关注。

对于气相化学发光反应，张兴荣课题组从2002 年开始利用纳米材料优良的
催化性能发展了一系列基于纳米材料的气相化学发光传感器，主要用于易挥
发性有机物的测定。例如，乙醇和丙酮蒸气在7 种金属氧化物纳米材料的催化氧
化作用下具有化学发光现象，其中纳米TiO2 催化作用下的化学发光信号最强
，其可能的发光中间体被认为是氧化生成的激发态乙醛分子，并具有
很高的选择性。其它易挥发的有机物如丁酮和乙醛也能够在纳米材料
的催化氧化作用下产生气相化学发光。而挥发性氯代有机物在纳米TiO2 的作用
下转化为Cl2；生成的Cl2 被富集在填充纳米TiO2 的管中，可以用柱后化学发光
法检测。

Bard 等于2002 年在Science 上发表第一篇有关纳米粒子的液相电致化
学发光的报道以来，纳米粒子参与的液相电致化学发光和化学发光行为也
已经引起了人们的关注。Bard 等报道半导体纳米粒子如Si，CdS，CdSe，
CdSe/ZnSe，Ge 以及CdTe 等都可以产生电致化学发光。Poznyak 等报道了
半导体CdSe/CdS 纳米粒子与H2O2 反应可以产生液相化学发光，其中CdSe/CdS
半导体纳米粒子被鉴定为发光体。Corrales 等人报道了纳米TiO2 型着色剂，其化学发光特性可用于聚合物热稳定性的表征。在半导体纳米粒子参与的
化学发光或电致化学发光反应中，半导体纳米粒子的表面缺陷以及量子尺寸效应是产生化学发光的基础。

总之，纳米材料作为一种新型化学发光响应单元对于提高化学发光反应的效
率以及开发新的化学发光反应体系具有重要意义

分
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