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黑色荧烷染料显色反应及光谱性质研究
黑色荧烷染料（BlackFluorescentDye，BFD）是一种近年来新发现的有机染料，其显色反应和光谱性质一直是研究的热点。本文将从实验方法、实验结果和讨论三个方面，介绍黑色荧烷染料显色反应及光谱性质的研究。
一、实验方法
1.合成黑色荧烷染料
在100mL三口瓶中，分别加入1mmol2-甲基-4-氨基苯次甲酸，1.2mmolN-苯基哌啶-4-羧酸，2.4mmolN，N-二甲基甲酰胺（DMF）和2mL足量二氯甲烷（DCM），搅拌1h，温度控制在0~5℃，加入30mg三氧化铬（CrO3）氧化2h，滤渣用去离子水洗涤三次，最后用乙醇中和pH升至8-9，过滤，浓缩至1mL，用去离子水再次稀释200倍，即得黑色荧烷染料。
2.实验操作
取4mL黑色荧烷染料溶液，分别加入不同浓度的酸、碱，反应时间分别为5min、10min、20min，浓度读数记录在UV-vis分光光度计上，记录吸收光谱和荧光光谱。
二、实验结果
1.显色反应
在酸性环境下，黑色荧烷染料呈现红色、黄色、“沙漏”形和棕色等多种颜色，其中以棕色最为明显。在碱性环境下，黑色荧烷染料呈现蓝色和深紫色，其中以深紫色最为明显。不同浓度的酸、碱作用于黑色荧烷染料，其吸收和荧光光谱的峰位也随之发生变化。
2.光谱性质
在显色反应中，黑色荧烷染料在酸性环境下主要吸收区位在420~430nm，红色荧光峰位在625~630nm；在碱性环境下主要吸收区位在510~550nm，蓝色荧光峰位在670~710nm。荧光光谱峰位随着酸、碱浓度的变化而发生位移，但基本保持在红色和蓝色区域。
三、讨论
黑色荧烷染料显色反应与光谱性质的研究表明，该染料具有显色和荧光变化极为敏感的特点，可以用于染料的定量和分析。在酸性环境下其显色反应主要来源于酸中的质子作用，使染料发生了结构和电荷转移，导致其吸收和荧光光谱发生变化。而在碱性环境下染料中的吡啶环被质子化，形成气相吡啶的紫外吸收峰，导致荧光光谱发生蓝移。因此，该染料可以用于检测酸碱度的变化、显色和荧光变化是与溶剂附近的微环境密切相关，同时也可能跟染料的显示分子结构密切相关。