简介 光学增白剂（OBAs），又称为荧光增白 剂 (FABs)，该类染料常用于提升纸张、 织物、洗涤剂的表观白度和亮度。该类 化合物能够吸收电磁波谱中的紫外可见 光波（一般为 340~370 nm），然后以 可见光谱中蓝紫色波段荧光（420~470  nm）的形式重新发射。由于反射的蓝 光量增加，同时自然光中的黄色光被遮盖，于是人们感受到的白度就提升了。 人们已经发现，超量使用光学增白剂能够使纸张明显变蓝。另外，当暴露在氧 气和紫外光照射下时，大多数增白剂会随着时间推移自然褪色。1,2 本应用简要介绍了使用珀金埃尔默 FL 6500 荧光分光光度计和固体样品架快速 定性分析材料中光学增白剂的方法，该方法对前处理要求极少。

光学增白剂 除了用于造纸、纺织品制造外，洗衣粉中也常常使用到 光学增白剂。织物在经过多次洗涤后，其中的增白剂会 逐渐减少，而在洗涤剂中加入增白剂的目的就是补充织 物中的增白剂，改善织物的白度。3 因此，在生活废水 中除了有大量洗涤剂，往往能够发现光学增白剂类的化 学品。4 人们发现有希望作为光学增白剂使用的化合物为二 苯乙烯（图 1）。研制二苯乙烯最初是为了用于造纸， 但是后来人们发现这种化合物用途广泛。现在的许多衍 生物都是在二苯乙烯的基础上发展而来，且根据不同用 途，每一种都具备某些特征。今天，世界上生产的所有 光学增白剂中有大约 80% 都是二苯乙烯的衍生物，图 2 就是一个例子。4

二苯乙烯及其衍生物在化学方面很重要的一点是，其中 的乙烯基为反式构象。顺式构型在非相邻苯环上的侧基 之间会表现出位阻效应，导致分子成为非平面分子。这种非平面分子结构会在一定程度上降低共轭作用，导致 紫外光区域内的吸光区域发生偏移，阻碍荧光的产生。 此外，附着在纤维上的反式二苯乙烯的刚性会增加，荧 光强度相较于二苯乙烯溶液增加 4~5 个数量级。但是， 以二苯乙烯为基础的光学增白剂有一个缺点，那就是这 些光学增白剂与尼龙等人造纤维之间的结合度较差，依赖于材料的吸附力。这种情况下，以吡唑啉为基础 的增白剂（图 3）效果会好很多。5 其它光学增白剂还包括衍生物、萘二甲酸、杂环二羧酸等衍生物。4

荧光与磷光 光学增白剂能够提高纸张、织物发出的荧光强度，从而 显著提高白度。荧光是一种辐射过程，在这一过程中， 由于发射的辐射波长较长，因此，其能量较被吸收的辐 射更低。这一过程往往发生在电子经过激发和振动弛豫 回到激发态的低振动能级之后。在这之后，电子从激 发态回到基态，从而发射出荧光，时间寿命一般为 10-9–10-7s。发射光的波长较长就意味着，含有光学增白 剂的材料收到包含紫外光的光线照射后，通常会显现出 偏蓝的色调。人们有时会分不清荧光和磷光的区别，磷 光是指材料“在黑暗中发光"。但是和荧光不同，具有磷 光性的分子在振动弛豫后会发生系间跨越现象。机制为 从单重态向三重态转变后，再回到基态并发光。这种在 量子物理层面的禁阻跃迁是磷光能够持续数秒、数小时 乃至数天的原因。6,7

实验 选取几种“白色"材料（名片、打印纸、滤纸、遮光帘）， 从中切下一小块（20 × 20 mm），然后将其固定在珀 金埃尔默 FL 6500 荧光分光光度计的固体样品架上（图 4、5）。仪器扫描情况如表 1 所示。

结果 各种材料的发射光谱详见图 6。在打印纸、名片、遮光 帘样品中观察到的最大峰值在 440 nm 左右，与添加的 光学增白剂对应。然而，滤纸样品在这一波数区间并 未表现出最大峰值。

结论 本应用简要介绍了使用珀金埃尔默 FL 6500 荧光分光光 度计和固体样品架快速定性分析材料中光学增白剂的 方法，前处理极少。样品根据固体样品架进行剪裁， 然后进行扫描。此外，Spectrum FL 软件拥有直观的界 面和工作流设计的方法编译器，因此整个测试过程简 单、快速。