过氧化氢主要用于纺织、造纸行业的漂白,化学行业中的氧化、环保领域的杀菌、消毒等许多方面。它会对生物系统造成损害,并且与中枢神经系统疾病有关。因此,研究微量过氧化氢的测定方法具有重要意义。过氧化氢的测定方法很多,其中包括滴定法,分光光度法,荧光法,电化学法和色谱法等。然而,据我们所知,基于室温磷光来测定过氧化氢的传感器尚未见报道。我们通过溶胶-凝胶法合成了纳米TiO2/SiO2复合氧化物,该材料在室温下用紫外光照射后,发出很强的磷光。其磷光的最大激发波长为403 nm ,发射波长在450 nm到650 nm范围内。研究发现,该复合物的磷光能够被过氧化氢的猝灭。当把不同浓度的过氧化氢溶液加入到复合物时,发现随着过氧化氢浓度的增加,磷光强度成线性下降。当H2O2浓度从1×10-6 mol/L增加到1×10-2 mol/L时, lgC (H2O2)与lg[(P0-P)/P]显示出线性关系。线性方程为y=0.5924x-2.3841,线性相关系数为r = 0.9955,检测下限为5.6×10-7 mol/L。说明该复合物的磷光对过氧化氢有着很好的响应。此外,在纳米TiO2/SiO2复合氧化物中加入不同浓度的过氧化氢溶液后,它立即变色。随着加入的过氧化氢溶液浓度的增加,纳米TiO2/SiO2复合氧化物的颜色从浅黄色逐渐变成橙黄色。因此,通过该复合物可以用肉眼观察来估算溶液中H2O2的浓度。这种颜色变化可以作为比色传感器来测定溶液中的过氧化氢。我们还研究了过氧化氢使纳米TiO2/SiO2复合氧化物磷光猝灭的机理。红外光谱证明了TiO2/SiO2复合物中Ti-O-Si键的存在。它能发出磷光与Ti-O-Si的振动模式有关。然而,当复合物与H2O2反应后,在复合物中形成了三角形的Ti (O2-),通过XPS,ESR,和EXAFS测试证实了该物质的存在。XPS说明了复合物中Ti的价态。XPS图谱显示在加入H2O2溶液后复合物中Ti 2P3/2的结合能相对与原来的复合物略有增加,这揭示出在TiO2/SiO2复合物中形成了Ti-O-O-Si超氧化物。为了完善XPS的结果,我们对TiO2/SiO2复合物进行了ESR的测定。测试数据显示,在TiO2/SiO2复合物中加入H2O2后,产物具有超氧离子(O2 -)特征的g值,说明复合物中存在该阴离子。EXAFS数据的分析提供了关于TiO2/SiO2复合物中Ti周围环境的有用信息。谱图说明加入H2O2后,TiO2/SiO2复合物中的Ti的化学环境发生了变化,这导致硅链从Ti上分裂开。因此,三角形的Ti(O2-)的形成阻碍了Ti-O-Si的振动,从而导致了TiO2/SiO2复合物磷光的猝灭。另外,本文还采用溶胶-凝胶法制备了TiO2、SiO2和多孔、疏松、比表面积大的TiO2/SiO2复合氧化物。将得到的产物分别在4×10- 4 mol/L联吡啶钌的乙醇溶液中浸泡16h后,在紫外灯下观察有红色荧光产生。比较了在最大激发波长468 nm,发射波长约600 nm处,氧对它们的荧光猝灭的情况。实验结果表明,以该方法制备的TiO2/SiO2复合氧化物为载体的联吡啶钌对氧敏感性有较大的提高,这为制备具有高灵敏度的传感器提供了新途径。