二氧化钛
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二氧化钛百科名片二氧化钛,化学式为TiO2,俗称钛白粉,多用于光触媒、化妆品,能靠紫外线消毒及杀菌,现正广泛开发,将来有机会成为新工业。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取,或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛性质稳定,大量用作油漆中的白色颜料,它具有良好的遮盖能力,和铅白相似,但不像铅白会变黑;它又具有锌白一样的持久性。
二氧化钛还用作搪瓷的消光剂,可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
目录二氧化钛简介管制信息名称化学式相对分子质量性状储存用途具体介绍结晶特征及物理常数级别性能分级性能相对密度熔点和沸点介电常数电导率硬度吸湿性热稳定性食品应用研究测定方法挥散法重量法容量法比色法毒理数据介绍实验室动物进行慢性毒性和致癌性研究评价结论和建议食用规定性质规定使用和限量危害健康《中国药典》注释性状鉴别检查含量测定类别贮藏二氧化钛简介管制信息名称化学式相对分子质量性状储存用途具体介绍结晶特征及物理常数级别性能分级性能相对密度熔点和沸点介电常数电导率硬度吸湿性热稳定性食品应用研究测定方法挥散法重量法容量法比色法毒理数据介绍实验室动物进行慢性毒性和致癌性研究评价结论和建议食用规定性质规定使用和限量危害健康《中国药典》注释性状鉴别检查含量测定类别贮藏展开编辑本段二氧化钛简介管制信息本品不属于易制毒、易制爆化学品,不受公安部门管制。
名称中文名称:二氧化钛中文别名:二氧化钛,钛酐,氧化钛(IV)英文别名:Titanium(IV) oxide,Titanium dioxide, Titanic anhydride,Titunic acid anhydride,Titania, Titanic acid anhydride,Titania, Unitane, Pigment white 6, C.I. 77891化学式TiO2相对分子质量79.88性状白色无定形粉末。
溶于氢氟酸和热浓硫酸,不溶于水、盐酸、硝酸和稀硫酸。
与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。
二氧化钛的基本知识点总结二氧化钛的基本知识点总结二氧化钛是一种常见的无机化合物,化学式为TiO2,具有广泛的应用领域。
在本文中,将总结二氧化钛的基本知识点,包括其结构、性质、制备方法以及应用等方面。
第一部分:结构和性质1. 结构:二氧化钛的晶体结构主要有两种形式:金红石型和锐钛型。
其中金红石型结构是最常见的,具有六方最密堆积结构;锐钛型结构则是指在高温下出现的三斜结构。
这两种结构对于二氧化钛的性质具有重要影响。
2. 物理性质:二氧化钛是一种无色的固体,具有较高的熔点(1830℃)和热稳定性。
它是一种半导体材料,具有较宽的能带隙,使其具备光催化、光电和光谱学性质。
3. 化学性质:二氧化钛的化学性质较为稳定,具有较强的抗氧化性和耐化学腐蚀性。
它可与酸、强碱和氧化剂反应,但对于大多数溶剂和常规的化学试剂是稳定的。
第二部分:制备方法1. 水热法:水热法是一种常用的制备二氧化钛的方法,即将钛酸盐与水在高温高压的条件下反应,形成二氧化钛颗粒。
这种方法可以控制颗粒的尺寸和形态,适用于大规模生产。
2. 气相法:气相法是一种将钛源先氧化成气态的钛酸酐,然后在高温条件下还原为固态二氧化钛的方法。
这种方法适用于纳米级二氧化钛的制备,并可通过调整条件来控制其性质。
3. 溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法是将含钛溶液通过水解和凝胶化反应得到二氧化钛凝胶,再经过干燥和烧结得到二氧化钛产品的方法。
这种方法简单易行,适用于制备陶瓷、薄膜和涂料等应用。
第三部分:应用领域1. 光催化应用:二氧化钛具有光催化降解有机物、抑制细菌生长和净化空气等性质,可应用于环境治理、自洁材料和光合水分解等领域。
2. 光电应用:由于二氧化钛的半导体性质,它可以作为太阳能电池、气敏元件和光电催化剂等的材料。
其中,锐钛型二氧化钛在光电领域的应用更为广泛。
3. 纳米材料应用:纳米级二氧化钛具有较大的比表面积和特殊的光学、电学性质,在催化、传感和药物等领域有广泛的应用前景。
二氧化钛相对原子质量二氧化钛是一种具有广泛应用的重要化学物质,其化学式为TiO2,相对原子质量为79.87。
二氧化钛可以用于制备各种重要的化学和工业产品,如涂料、塑料、纸张、陶瓷、医药、化妆品和食品等。
在本文中,我们将详细介绍二氧化钛的相对原子质量以及其在不同领域中的应用。
相对原子质量相对原子质量是指元素原子相对于碳-12同位素的质量比。
换句话说,相对原子质量是元素原子质量与碳-12同位素质量的比值。
对于二氧化钛来说,其相对原子质量为79.87,这意味着它的原子质量是碳-12同位素质量的79.87倍。
应用领域1. 涂料二氧化钛是一种优秀的白色颜料,具有良好的遮盖性和光泽度。
因此,它被广泛应用于制备各种涂料。
在涂料中,二氧化钛可以增加涂层的白度和遮盖性,提高涂层的耐久性和抗腐蚀性。
2. 塑料二氧化钛可以用于制备不同类型的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯等。
在塑料中,二氧化钛可以增加塑料的白度和光泽度,提高塑料的抗紫外线能力和耐久性。
3. 纸张二氧化钛可以用于制备高品质的纸张,例如艺术纸和涂布纸。
在纸张中,二氧化钛可以增加纸张的白度和光泽度,提高纸张的印刷质量和耐久性。
4. 陶瓷二氧化钛可以用于制备陶瓷,如瓷器和陶瓷瓷砖等。
在陶瓷中,二氧化钛可以增加陶瓷的白度和光泽度,提高陶瓷的硬度和耐磨性。
5. 医药二氧化钛可以用于制备医药制剂,如药片和药膏等。
在医药中,二氧化钛可以用作吸附剂,帮助清除体内毒素和废物。
6. 化妆品二氧化钛可以用于制备化妆品,如粉底、眼影和唇膏等。
在化妆品中,二氧化钛可以增加化妆品的遮盖能力和防晒能力。
7. 食品二氧化钛可以用于制备食品,如糖果、口香糖和口红等。
在食品中,二氧化钛可以增加食品的白度和光泽度,提高食品的外观和质感。
结论二氧化钛是一种重要的化学物质,具有广泛应用的潜力。
在不同的领域中,二氧化钛都有着重要的作用,如涂料、塑料、纸张、陶瓷、医药、化妆品和食品等。
通过研究和应用二氧化钛,我们可以创造更多的价值,为社会的发展做出更大的贡献。
二氧化钛的原材料二氧化钛是一种重要的无机化合物,它的原材料主要包括钛矿石和二氧化硅。
钛矿石是一种含有钛元素的矿石,目前主要的钛矿石资源有钛铁矿和钛钒矿。
而二氧化硅则是由硅矿石经过提炼得到的。
钛矿石是一种重要的钛资源,一般含有较高的钛含量。
其中,钛铁矿是最常见的钛矿石之一,它主要由四种矿物组成,分别是钛铁矿(FeTiO3)、钛铁矿(Fe2O3)、金红石(Fe2O3)和锐钛矿(FeTiO3)。
钛铁矿中的钛铁矿和锐钛矿是钛的重要矿石,钛铁矿中的钛铁矿则是一种次要的钛矿石。
钛矿石的提炼主要通过冶炼和精炼两个步骤进行。
首先,钛矿石经过冶炼得到钛矿渣,其中主要包含二氧化钛和氧化铁等成分。
然后,钛矿渣通过精炼得到纯度较高的二氧化钛。
精炼过程中,钛矿渣首先与硫酸反应生成硫酸钛,并经过水解得到钛酸。
接着,钛酸经过煅烧得到二氧化钛。
二氧化硅是二氧化钛的另一种重要原材料。
它是一种无色无味的晶体,具有很高的熔点和热稳定性。
二氧化硅主要由硅矿石提取得到,其中最常见的硅矿石是石英石。
石英石是一种含有较高硅含量的矿石,它主要由二氧化硅(SiO2)组成。
硅矿石的提炼一般采用矿石粉碎、浮选和高温煅烧等步骤。
首先,硅矿石经过破碎和磨碎得到矿石粉末。
然后,矿石粉末经过浮选的方式分离出二氧化硅。
最后,二氧化硅经过高温煅烧得到纯度较高的二氧化硅。
通过以上的过程,我们可以得到二氧化钛和二氧化硅这两种重要的无机化合物。
二氧化钛具有很多应用领域,例如在化工、材料科学、医药等方面都有广泛的应用。
而二氧化硅则主要应用于材料科学、电子工程、光学等领域。
总结起来,二氧化钛的原材料主要包括钛矿石和二氧化硅。
钛矿石是一种含有钛元素的矿石,其中的钛铁矿和锐钛矿是钛的重要矿石。
而二氧化硅则是由硅矿石经过提炼得到的。
通过冶炼和精炼的过程,钛矿石可以得到纯度较高的二氧化钛。
而硅矿石经过粉碎、浮选和煅烧等步骤可以得到纯度较高的二氧化硅。
这两种原材料为二氧化钛的生产提供了重要的基础。
二氧化钛的作用二氧化钛(TiO2)是一种重要的功能材料,具有多种应用,如光催化、自洁性、防腐蚀、防紫外线、杀菌等。
下面将介绍二氧化钛的作用及其在不同领域应用的一些实例。
首先,二氧化钛具有良好的光催化性能。
当二氧化钛暴露在紫外光下时,会激发其电子发生跃迁,形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对能够参与氧化还原反应,对有机污染物、细菌、病毒等进行高效降解。
因此,二氧化钛在水处理、空气净化、环境治理等领域具有广泛应用。
其次,二氧化钛具有自洁性能。
二氧化钛在阳光照射下能够氧化附着其表面的有机物,使其分解为无害物质,从而能够自我清洁。
这种自洁性能使得二氧化钛广泛应用于建筑材料、汽车涂料、户外广告牌等表面涂层,不仅能够减轻清洁维护负担,还能够降低环境污染。
此外,二氧化钛还具有良好的防腐蚀性能。
由于其优异的化学稳定性和电化学活性,二氧化钛被广泛应用于防腐蚀涂层中。
它能够与金属基体形成保护膜,防止金属被氧化、腐蚀。
因此,在船舶、桥梁、汽车、建筑等行业中,二氧化钛被广泛用于防腐蚀涂料的研发和应用。
另外,二氧化钛对紫外线有良好的吸收能力。
它能够吸收紫外线并将其转化为热能,从而降低紫外线对人体的伤害。
因此,二氧化钛广泛应用于防晒霜、日用品、塑料制品等中,用于保护皮肤、防止塑料老化等。
最后,二氧化钛还具有杀菌作用。
当二氧化钛受到照射时,其产生的活性氧能够破坏细菌的细胞结构,达到杀菌的效果。
这使得二氧化钛被应用于家居用品、医疗器械等领域,用于消毒、防菌等。
综上所述,二氧化钛是一种功能性材料,具有多种作用。
其光催化、自洁性、防腐蚀、防紫外线和杀菌等性能,使其在环境治理、建筑、汽车、医疗等领域得到广泛应用。
随着科学技术的不断发展,相信二氧化钛的应用领域还将不断拓展。
二氧化钛是一种化学式为TiO2的无机化合物,是一种白色或淡黄色的晶体,常见于自然界中的矿物中。
在地质学中,二氧化钛是一种重要的矿物,被广泛应用于工业、医疗、环保等领域。
二氧化钛矿物通常呈现出白色或淡黄色的颜色,具有高硬度、高熔点、高化学稳定性等特点。
在工业上,二氧化钛矿物是一种重要的原材料,被用于制造各种功能性材料,如涂料、塑料、橡胶、陶瓷、电子材料等。
此外,二氧化钛矿物还被广泛应用于医疗领域,如作为光催化剂、抗菌剂等。
在环保领域,二氧化钛矿物也被用于处理污染物和净化水、空气等环境。
二氧化钛具有良好的光催化性能,可以将有机物氧化分解,从而净化空气和水。
二氧化钛titanium dioxide白色固体或粉末状的两性氧化物。
又称钛白。
化学式TiO2,分子量79.9,熔点1 830~1850℃,沸点2500~3000℃。
自然界存在的二氧化钛有三种变体:金红石为四方晶体;锐钛矿为四方晶体;板钛矿为正交晶体。
二氧化钛在水中的溶解度很小,但可溶于酸,也可溶于碱,反应的化学方程式如下:二氧化钛和酸的反应:TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O二氧化钛和碱的反应:TiO2+2NaOH=Na2TiO3+H2O二氧化钛可由金红石用酸分解提取,或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛性质稳定,大量用作油漆中的白色颜料,它具有良好的遮盖能力,和铅白相似,但不像铅白会变黑;它又具有锌白一样的持久性。
二氧化钛还用作搪瓷的消光剂,可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白。
以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛。
钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的。
特别可贵的是钛白无毒。
它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
二氧化钛是世界上最白的东西, l克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白。
它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料。
世界上用作颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨。
二氧化钛可以加在纸里,使纸变白并且不透明,效果比其他物质大10倍,因此,钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。
此外,为了使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛。
在橡胶工业上,二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。
结晶特征及物理常数物性金红石型锐钛型结晶系四方晶系四方晶系二氧化钛相对密度 3.9~4.2 3.8~4.1折射率 2.76 2.55莫氏硬度 6-7 5.5-6电容率 114 31熔点 1858 高温时转变为金红石型晶格常数 A轴0.458,c轴0.795 A轴0.378,c轴0.949线膨胀系数25℃/℃a轴 7.19X10-6 2.88?10-6c轴 9.94X10-6 6.44?10-6热导率 1.809?10-3吸油度 16~48 18~30着色强度 1650~1900 1200~1300颗粒大小 0.2~0.3 0.3级别性能分级Ⅰ类:二氧化钛干磨和未处理,Ⅰ类二氧化钛具有低表面积和低吸油值。
二氧化钛简介管制信息该品不受管制。
名称中文名称:二氧化钛中文别名:二氧化钛,钛酐,氧化钛(IV)英文别名:Titanium(IV) oxide,Titanium dioxide,Titanic anhydride,Titunic acid anhydride,Titania,Titanic acid anhydride,Titania,Unitane,Pigment white 6,C.I. 77891化学式TiO2相对分子质量79.88性状白色无定形氢粉末。
溶于氟酸和热浓硫酸,不溶于水、盐酸、硝酸和稀硫酸。
与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。
相对密度约4.0。
熔点1855℃。
储存密封保存。
用途制备一定浓度的钛化合物标准、颜料、陶瓷工业、聚乙烯着色剂、研磨剂、电容介质、高纯钛盐制备、耐高温合金、耐高温海绵钛制造。
具体介绍白色固体或粉末状的两性氧化物。
又称钛白。
化学式TiO2,分子量79.9,熔点1830~1850℃,沸点2500~3000℃。
自然界存在的二氧化钛有三种变体:金红石为四方晶体;锐钛矿为四方晶体;板钛矿为正交晶体。
二氧化钛在水中的溶解度很小,只溶于氢氟酸和热浓硫酸。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取,或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛性质稳定,大量用作油漆中的白色颜料,它具有良好的遮盖能力,和铅白相似,但不像铅白会变黑;它又具有锌白一样的持久性。
二氧化钛还用作搪瓷的消光剂,可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白。
以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛。
钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的。
特别可贵的是钛白无毒。
它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
二氧化钛是世界上最白的东西,l克二氧化钛可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。
它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料。
二氧化钛结构式二氧化钛(titanium dioxide,TiO2)是一种重要的功能性无机材料,具有广泛的应用前景。
它存在丰富的晶体结构,包括锐钛矿型(rutile)、金红石型(anatase)、和P42/mnm型(brookite)等。
其中,锐钛矿型和金红石型二氧化钛是最为常见的两种晶体形式。
锐钛矿型二氧化钛的结构式可以用简单的晶体单胞描述,其化学式为TiO2,重复晶胞中含有6个原子,其中正交晶胞中Ti 占据四分之一和O占据八分之三的位置。
锐钛矿晶体结构以其中的Ti原子为顶点及边缘,形成三维的八面体共享晶体结构。
锐钛矿型具有较高的电导率和较高的折射率,广泛应用于太阳能电池、光催化、气体传感等领域。
金红石型二氧化钛的结构式也可用简单的晶体单胞描述,其化学式为TiO2,重复晶胞中含有5个原子,其中正交晶胞中Ti 占据四分之一和O占据四分之三的位置。
金红石型晶体结构以其中的Ti原子为顶点形成四面体共享结构。
金红石型TiO2具有较低的电导率和较低的折射率,常用于纳米材料领域。
P42/mnm型二氧化钛(brookite)的结构式较复杂,其化学式为TiO2,重复晶胞中含有14个原子,其中正交晶胞中Ti占据四分之一和O占据四分之三的位置。
P42/mnm晶体结构通过Ti原子形成多元环结构,其稳定性略低于锐钛矿型和金红石型。
为了更好地理解二氧化钛的结构,研究者们通过X射线衍射方法、单晶电子衍射法、密度泛函理论等多种手段进行了深入研究。
例如,2014年,Li等人通过单晶电子衍射和高分辨透射电镜技术,确定了金红石型二氧化钛的完整晶体结构。
研究发现,金红石型二氧化钛的TiO6八面体存在一定的畸变程度,并且四面体与八面体之间的相互作用对其物理性质具有重要影响。
近年来,随着纳米科学和纳米技术的发展,研究者们也开始对二氧化钛纳米结构进行研究,如纳米颗粒、纳米线、纳米片等。
这些纳米结构的形成与生长机制与二氧化钛的晶体结构有密切关系,对其进行深入研究有助于提高二氧化钛纳米材料的特性和应用。
二氧化钛
材料1102班,0607110203,马瑶
1.任选一陶瓷材料,给出:
(1)
(2)化学分子式:TiO2
化学键:Ti=O双键
晶体结构:TiO2在自然界中存在三种同素异形态,即金红石型、锐钛型和板钛型三种,它们的性质是有差异的。
其中,金红石
型TiO2是三种变体中最稳定的一种,即使在高温下也不发生转
化和分解。
金红石型TiO2的晶型属于四方晶系,品格的中心有
一个钛原子,其周围有6个氧原子,这些氧原子正位于八面体
的棱角处,两个TiO2分子组成一个晶胞。
其品格常数为a=
0.4584nm,c=0.2953nm。
锐钛型TiO2的晶型也属于四方晶
系,由四个TiO2分子组成一个晶胞,其晶格常数a=0.3776nm,c=0。
9486nm。
锐敏型TiO2仅在低温下稳定,在温度达到6l0℃
时便开始缓慢转化为金红石型,730℃时这种转化已有较高速
度,915℃可完全转化为金红石型。
板钛型TiO2的晶型属于斜
方晶系,六个TiO2分子组成一个晶胞,其晶格常数a=0.545nm,
b=0.918nm,c=0.515nm。
板钛型TiO2是不稳定的化合物,在加温高于650℃时则转化为金红石型。
(3)阳离子与阴离子电子轨道
钛离子:1s22s22p63s23p6
氧离子:1s22s22p6
(4)阴阳离子间的杂化轨道
无杂化
2.在此基础上,阐述该陶瓷材料的
(1)力学性能:采用微弧氧化技术在钛表面得到一层纳米多孔二氧化钛陶瓷层,晶粒尺寸约为20~60nm。
微弧氧化膜与基体结合强度高于30MPa,弹性模量为720GPa左右,而且具有较好的抗剪切能力,有利于种植在体内具有较稳定的力学性能。
(2)电学性能:二氧化钛具有半导体的性能,它的电导率随温度的上升而迅速增加,而且对缺氧也非常敏感。
例如,金红石型二氧化钛在20℃时还是电绝缘体,但加热到420℃时,它的电导率增加了107倍。
稍微减少氧含量,对它的电导率会有特殊的影响,按化学组成的二氧化钛(TiO₂)电导率<10-10s/cm,而TiO1.9995的电导率则高达
10-1s/cm。
金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要,该工业领域利用上述特性,生产陶瓷电容器等电子元器件。
(3)磁学性能:有一种思路是赋予纳米Ti02磁性,在反应完成后借助外加磁场的作用加以分离回收。
即制备一种核壳型复合粒子,这种粒子包括一个赋予体系磁性的磁核和一个具有催化活性的Ti02外壳。
这样制备出来的Ti02既保持了纳米粒子的高比表面积和传质效率,又易于从体系中分离回收,便于循环使用。
由于二氧化钛的体积效应,复合体系的磁性能都有所下降。
实际上,二氧化钛可被看作是包覆在磁核上的无磁性的覆盖层。
核壳型复合催化剂有较好的循环利用性能。
磁载Ti02光催化剂在水相中不仅分散良好,保持了颗粒状Ti02高的流动性和有效比表面积,且反应完成后还可借助外加磁场的作用实现快速的分离回收。
(4)光学性能:纳米T iO2的光催化反应机理可以用能带理论来解释. 纳米T iO2是一种电子导电型半导体氧化物, 半导体纳米粒子由于其空间限制, 它的电子能级是分裂的, 而金属导体则是连续的。
在半导体化合物的原子轨道中存在有空的能量区, 这个空的能量区由充满
电子的价带缘延伸至空的导带缘, 称为禁带宽度或带隙能(E g), 其
数值上等于导带与价带的能级差。
当光线照射半导体化物时, 价带上的电子跃迁到导带,激发电离出的电子和正电性的空穴形成电子- 空穴对。
反应物水溶液中的水分子吸附在纳米粒子表面,然后其表面的空穴与溶解在粒子表面的水和氧气反应, 产生氢氧自由基, 氢氧自由基有极强的氧化能力,能氧化分解水中大部分的有机物和无机物, 并使之转变为二氧化碳和水或其它无毒无机物。
二氧化钛表面的电子有很强的还原能力, 可将水中的金属离子还原。
对纳米T iO2光学性能的研究不断取得新的进展, 最大发现就是纳米T iO2的紫外线屏蔽特征. 纳米T iO2对紫外线的吸收主要来源于它的半导体性质, 即在紫外光照射下, 电子被激发由价带向导带跃
迁引起的紫外光吸收.用溶胶凝胶法制备的T iO2薄膜是以锐钛矿型
和金红石晶型存在的, 分别用270, 280, 290,400nm的光激发T iO2薄膜, PL光谱结果表明, 吸收峰对应着不同的发光中心, 如电子空穴对、自由激子、束缚激子和缺陷等, 薄膜具有直接光致电子跃迁和间接光致电子跃迁现象, 相对体相T iO2的理论值有明显的蓝移, 且呈现量子尺寸效应, 发光主要集中在蓝紫光谱区, 有很好的荧光特性。