本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于化學(xué)發(fā)光溶液的示蹤劑及其制備方法，其中示蹤劑包括：草酸酯CPPO、30％過氧化氫、叔丁醇、鄰苯二甲酸二丁酯、羅丹明B，各組分的摩爾比為20～30:2～4:1～2:1～4:1～3；本發(fā)明專利技術(shù)無需外加激光設(shè)備，不受外界光源干擾；此示蹤劑涉及的化學(xué)發(fā)光體系具有發(fā)光效率高、放熱、發(fā)光壽命長且能量釋放過程穩(wěn)定的特性，具有較高的檢測靈敏度，易于工業(yè)相機(jī)捕捉射流場的水體流動信息；對設(shè)備的要求低，溶液配制操作簡便，可即配即用；價格低廉，便于推廣和使用，反應(yīng)溶液可直接使用，省去提純環(huán)節(jié)，大大節(jié)省了人力物力。
Tracer based on chemiluminescence solution and preparation method thereof
The invention discloses a tracer and preparation method of chemiluminescence solution based on the tracer oxalate ester 30% CPPO, hydrogen peroxide, tert butanol, dibutyl phthalate, Luo Danming B, the molar ratio of each component is 20 ~ 30:2 ~ 4:1 ~ 2:1 ~ 4:1 ~ 3; the invention needs no additional laser equipment, not by the external light interference; has the characteristics of high luminous efficiency, long life, light and heat energy release process stable chemiluminescence system of the tracer involved, the detection sensitivity is high, the water flow information is easy to capture the flow field of industrial cameras; low requirements on the equipment, solution preparation is simple, can use immediately; low price, easy popularization and use, the reaction solution can be directly used without purification process, greatly saves manpower and material resources.
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于化學(xué)發(fā)光溶液原理的示蹤劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
示蹤劑是指能隨流體流動，指示流體的存在、運動方向和運動速度的化學(xué)藥劑。在環(huán)境水力學(xué)研究中，揭示射流的流動現(xiàn)象并對其濃度場進(jìn)行定量測量一直是一個難題，同時也是研究熱點。傳統(tǒng)射流濃度場的實驗室測定方法主要以點測量為主，但這種方法往往不能獲得濃度場的同步信息。而在科學(xué)研究中，如果能夠直觀地對某一物理過程產(chǎn)生的連續(xù)圖像進(jìn)行觀察研究，就能夠進(jìn)一步加深對這一物理現(xiàn)象的理解?；谑聚櫲玖项伾顪\與濃度的線性關(guān)系，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)來測量射流濃度場，該方法作為一種解決射流濃度場瞬時測量難題的嘗試具有積極意義，但其存在受外界光源干擾影響而導(dǎo)致光強(qiáng)不均勻等缺陷。隨著現(xiàn)代激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)的日益成熟，它已成為了當(dāng)前實驗室環(huán)境下非接觸式射流濃度場測量的新方法。利用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)進(jìn)行射流濃度場的定量測量研究，其測量原理是利用片光源作為激發(fā)光照射測量水體，激發(fā)水體中的熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光，根據(jù)熒光光強(qiáng)與熒光物質(zhì)濃度的線性關(guān)系，獲得水體中污染物的二維濃度場，但該方法對實驗條件要求較高且設(shè)備昂貴，所以在實際應(yīng)用和推廣中受到很大限制?；瘜W(xué)發(fā)光是在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨的一種光輻射現(xiàn)象，具有靈敏度高、無需外加光源即可被相機(jī)捕捉到光源信息。能夠產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光的物質(zhì)有很多種類型，如魯米諾、光澤精、過氧草酸酯類等。本專利技術(shù)的目的是尋找一種能在水體中保持固有的化學(xué)反應(yīng)過程而不被水體干涉，而且要發(fā)光效率高、發(fā)光持續(xù)時間長且能被工業(yè)相機(jī)捕捉光源信息的化學(xué)發(fā)光體系。通過不斷的實驗探索和嘗試，發(fā)現(xiàn)魯米諾被氧化產(chǎn)生光輻射的光強(qiáng)較大，但其從發(fā)光開始到強(qiáng)度降為峰值的一半處持續(xù)時間僅為6S左右，屬于快速化學(xué)發(fā)光，無法作為穩(wěn)定可靠的射流示蹤劑；光澤精被氧化的過程非常緩慢且發(fā)光強(qiáng)度極其微弱，普通工業(yè)相機(jī)難以捕捉到其發(fā)光信號；過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光體系具有發(fā)光效率高、放熱、發(fā)光壽命長且能量釋放過程穩(wěn)定的特征。所以，此專利技術(shù)選取過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光體系作為射流示蹤劑。與激光誘導(dǎo)熒光等無接觸式射流濃度場測量方法相比，化學(xué)發(fā)光是自發(fā)光無需外加激光設(shè)備，不受外界光源、背景光和散射光的干擾，并且該方法對設(shè)備的要求低，操作簡便，價格低廉，便于推廣和使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)提供一種基于化學(xué)發(fā)光溶液的示蹤劑及其制備方法。一種基于化學(xué)發(fā)光溶液的示蹤劑包括：草酸酯CPPO、30％過氧化氫、叔丁醇、鄰苯二甲酸二丁酯、羅丹明B，各組分的摩爾比為20～30:2～4:1～2:1～4:1～3。過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光原理是氧化物(如過氧化氫)氧化草酸酯生成高能量激發(fā)熒光劑(如羅丹明B)分子發(fā)出熒光的過程。過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光體系一般由兩部分組成，一部分由過氧草酸酯、熒光劑和溶劑組成，另一部分由氧化劑、溶劑及其它添加劑組成，將兩部分混合即能觀察到發(fā)光現(xiàn)象?；瘜W(xué)發(fā)光體系中各組分對體系的發(fā)光壽命和發(fā)光強(qiáng)度都有一定的影響，如羅丹明B濃度猝滅效應(yīng)小，量子效率高以及在氧化氣氛介質(zhì)中穩(wěn)定，H2O2相對于其它氧化物發(fā)光效率更高。經(jīng)過比選和分析，本專利技術(shù)選取了雙草酸(2,4,5—三氯水楊酸正戊脂)脂(CPPO)作為草酸酯組分、羅丹明B作為熒光劑、H2O2作為氧化劑、叔丁醇和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)作為溶劑。在選取的化學(xué)發(fā)光體系中，CPPO、羅丹明B和H2O2直接參與了化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，其濃度對化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度有直接的影響，因此需要通過實驗設(shè)計分別研究CPPO、羅丹明B和H2O2等組分濃度對體系發(fā)光效率的影響，從而優(yōu)選出發(fā)光體系作為示蹤劑的最佳實驗條件。一種基于化學(xué)發(fā)光溶液的示蹤劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一、取雙草酸脂置于試管中，在試管中加入鄰苯二甲酸二丁酯，其中雙草酸脂與鄰苯二甲酸二丁酯摩爾比為20～30:2～4；將試管水浴加熱三至五分鐘后，雙草酸脂充分溶解在溶劑鄰苯二甲酸二丁酯中；水浴溫度為80～100℃；步驟二、將雙氧水加入到叔丁醇，其中雙氧水與叔丁醇摩爾比為1～2:1～4，并使其混合均勻；步驟三，將步驟一和步驟二中得到的混合溶液混合，再加入羅丹明B，并搖勻；其中雙草酸脂與羅丹明B的摩爾比為20～30：1～3。其中雙草酸脂、鄰苯二甲酸二丁酯、雙氧水、叔丁醇、羅丹明B的摩爾比為24:3:1:2:2時，發(fā)光效率最高，能量釋放過程最穩(wěn)定。本專利技術(shù)的有益效果：1、與激光誘導(dǎo)熒光等無接觸式射流濃度場測量方法相比，該方法無需外加激光設(shè)備，不受外界光源干擾。2、此示蹤劑涉及的化學(xué)發(fā)光體系具有發(fā)光效率高、放熱、發(fā)光壽命長且能量釋放過程穩(wěn)定的特性。3、具有較高的檢測靈敏度，易于工業(yè)相機(jī)捕捉射流場的水體流動信息。4、對設(shè)備的要求低，溶液配制操作簡便，可即配即用。5、價格低廉，便于推廣和使用。6、反應(yīng)溶液可直接使用，省去提純環(huán)節(jié)，大大節(jié)省了人力物力。附圖說明圖1是利用IFFM-E型流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀在各實施例中測定的過氧草酸酯化學(xué)發(fā)光體系中CPPO的化學(xué)發(fā)光動力學(xué)曲線；圖2利用IFFM-E型流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀在各實施例中測定的過氧草酸酯化學(xué)發(fā)光體系中羅丹明B的化學(xué)發(fā)光動力學(xué)曲線；圖3利用IFFM-E型流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀在各實施例中測定的過氧草酸酯化學(xué)發(fā)光體系中H2O2的化學(xué)發(fā)光動力學(xué)曲線；圖4為本專利技術(shù)失蹤劑溶液在上述最優(yōu)配比下的化學(xué)發(fā)光動力學(xué)曲線。具體實施方式如圖1、圖2、圖3、圖4所示，實施例1：步驟一、取雙草酸脂20mol置于試管中，在試管中加入鄰苯二甲酸二丁酯4mol；將試管水浴加熱三分鐘后，雙草酸脂充分溶解在溶劑鄰苯二甲酸二丁酯中；水浴溫度為80℃。步驟二、將雙氧水加入到叔丁醇中，其中雙氧水的量為1mol,叔丁醇的量為4mol，并使其混合均勻。步驟三，將步驟一和步驟二中得到的混合溶液混合，再加入3mol羅丹明B,并搖勻。步驟四，利用IFFM-E型流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀測定示蹤劑溶液發(fā)光體系中CPPO、羅丹明B、H2O2的化學(xué)發(fā)光動力學(xué)曲線。實施例2：步驟一、取雙草酸脂22mol置于試管中，在試管中加入鄰苯二甲酸二丁酯2.2mol；將試管水浴加熱三分鐘后，雙草酸脂充分溶解在溶劑鄰苯二甲酸二丁酯中；水浴溫度為85℃。步驟二、將雙氧水加入到叔丁醇中，其中雙氧水的量為1.2mol,叔丁醇的量為1.5mol，并使其混合均本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于化學(xué)發(fā)光溶液的示蹤劑；其特征在于：該示蹤劑包括；草酸酯CPPO、30％過氧化氫、叔丁醇、鄰苯二甲酸二丁酯、羅丹明B，各組分的摩爾比為20～30:2～4:1～2:1～4:1～3。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于化學(xué)發(fā)光溶液的示蹤劑；其特征在于：該示蹤劑包
括；草酸酯CPPO、30％過氧化氫、叔丁醇、鄰苯二甲酸二丁酯、羅丹明
B，各組分的摩爾比為20～30:2～4:1～2:1～4:1～3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于化學(xué)發(fā)光溶液的示蹤劑的制
備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、取雙草酸脂置于試管中，在試管中加入鄰苯二甲酸二丁
酯，其中雙草酸脂與鄰苯二甲酸二丁酯摩爾比為20～30:2～4；將試管
水浴加熱三至五分鐘后，雙草酸脂充分溶解在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁濤，蘇春艷，張瑞芬，石明娟，何默為，應(yīng)承希，
申請(專利權(quán))人：中國計量學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33
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