[發明專利]一種CdTe/CdS/ZnS 核－殼－殼結構量子點的制備方法

無效

• 申請號: 200710042921.4
• 申請日: 2007-06-28
• 公開（公告）號: CN101077976A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 汪聯輝;何耀;陸昊婷;賽麗曼
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;G01N33/52
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術及生物分析檢測技術領域，具體涉及一種高熒光量子效率水溶性CdTe/CdS/ZnS核-殼-殼結構量子點的制備方法。是以鎘鹽(或其氧化物、氫氧化物)、鋅鹽(或其氧化物)、碲氫化鈉(或碲氫化鉀，碲粉)和硫化鈉(或硫化鉀)為原料，利用微波技術制備CdTe/CdS/ZnS核-殼-殼結構量子點。

背景技術

量子點，是一類由II-VI族或III-V族元素組成的半徑小于或接近激子波爾半徑的半導體納米晶粒。量子點具有特有的量子尺寸效應和表面效應，相對于傳統的熒光染料分子用納米晶作標記物具有許多優點：納米晶激發光譜寬，發射光譜窄、對稱，熒光發射波長可通過改變量子點的尺寸和組分而加以調節，因而不同尺寸的量子點能被單一波長的光激發而發射不同顏色的熒光，方便用于多目標分子的多色標記。相反，多種染料的熒光卻需要多種激光加以激發，這不僅增加了實驗費用，而且使分析變得更加復雜。另外納米晶發光強度高，光化學穩定性好，因此量子點不僅在光電器件、發光二極管、固體激光器等光電信息領域有著廣泛的用途，而且可以作為一類新型的熒光標記物，在分子生物學、免疫生物學、臨床醫學等生物醫學領域顯示出越來越誘人的應用前景。

實際應用中需要的半導體納米晶粒必須具有好的發光性能(發光效率高，熒光光譜半峰寬窄)，要將半導體納米晶粒應用于生物標記，還要求其具有良好的光穩定性和生物相容性。因此，制備性能優良的水溶性量子點成為近年來的研究熱點。目前通過微波輻射的方法已可成功制備得到光譜性能優良的水溶性CdTe量子點(Li?L，et.Chem.Comm，2005，528-530；He?Y，et.J.Phy.Chem.B，2006，110，13352-13356；He?Y，et.Chem.Mater，2007，19，359-365)和CdTe/CdS核-殼結構量子點(He?Y，et.J.Phy.Chem.B，2006，110，13370-13373；)。但是，制備得到的CdTe量子點和CdTe/CdS核-殼結構量子點由于表面存在重金屬Cd粒子，因此具有非常嚴重的細胞毒性。可以在量子點表面外延生長一層晶格常數匹配、帶隙更寬的ZnS無機材料，由于Zn具有良好的生物相容性，因此可以在很大程度上減弱量子點的細胞毒性，提高量子點的細胞生物相容性。目前關于這方面的報道僅限于有機相方法(Talapin?D.V.，et.J.Phys.Chem.B?2004，118，18826-18831.)，尚沒有一例CdTe/CdS/ZnS核-殼-殼結構量子點可以直接從水相中直接制備得到。

發明內容

本發明的目的在于針對上面所述的問題，提出一種操作安全、方便的高熒光量子效率水溶性CdTe/CdS/ZnS核-殼-殼結構量子點的制備方法。

本發明提供的水溶性CdTe/CdS/ZnS核-殼-殼結構量子點的制備方法，具體步驟如下：

1、配制作為碲源的碲氫化鈉NaHTe或碲氫化鉀KHTe溶液：將摩爾比為1.5∶1至5∶1的硼氫化鈉NaBH₄或硼氫化鉀KBH₄和碲粉Te置于水中，在0～30攝氏度下靜置反應7～30小時，得到NaHTe或碲氫化鉀KHTe溶液；

2、配制0.0005～0.1mol/L作為鎘源的鎘鹽或鎘的氧化物、氫氧化物和水溶性巰基化合物溶液，調節溶液的pH值至7～13，通氮氣除氧氣，加熱到70～120攝氏度，注入NaHTe或KHTe溶液，反應1～40小時，得到CdTe量子點；

3、將水溶性巰基化合物加入作為鎘源的濃度為0.0005～0.1mol/L鎘鹽或鎘的氧化物、氫氧化物和硫鹽溶液，調節溶液的pH值至7～13，注入CdTe量子點，得到CdTe/CdS前體溶液；

4、將CdTe/CdS前體溶液進行微波制備，將前體溶液置于微波輻射專用玻璃管中，在微波反應器中進行微波輻射反應，可得到水溶性CdTe/CdS核/殼型量子點。其中，微波加熱條件為：微波功率15W～1000W，加熱時間30秒鐘～1小時，加熱溫度70～200攝氏度；

5、將水溶性巰基化合物加入作為鋅源的濃度為0.0005～0.1mol/L鋅鹽或鋅的氧化物和硫鹽溶液，調節溶液的pH值至7.5～13，注入CdTe/CdS核/殼型量子點，得到CdTe/CdS/ZnS前體溶液；