[發(fā)明專利]一種近紅外發(fā)光碲硫化鎘量子點的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710046914.1
• 申請日: 2007-10-11
• 公開（公告）號: CN101139524A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊武利;毛偉勇
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/56
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)材料和納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高量子效率的近紅外發(fā)光(發(fā)光波長680nm-800nm)碲硫化鎘量子點的制備方法。

背景技術(shù)

量子點是一種無機(jī)熒光基團(tuán)，又稱為熒光半導(dǎo)體納米晶，和有機(jī)熒光基團(tuán)相比較，具有較高的熒光強(qiáng)度，較強(qiáng)的抗光漂白能力和較窄的發(fā)射光譜等獨特的光學(xué)特性。到目前為止，量子點納米晶在油相介質(zhì)和水相介質(zhì)中均可以制備得到。1993年M.G.Bawendi等發(fā)明了有機(jī)金屬法制備CdSe量子點(J.Am.Chem.Soc.1993，115，8706)，2000年X.G.Peng等又提出有機(jī)“綠色化學(xué)”法(Chem.Eur.J.2002，8，334)，對有機(jī)金屬法作了進(jìn)一步的改進(jìn)，降低了成本和對設(shè)備的要求，減小了環(huán)境污染。而巰基水相法也于1993年由T.Rajh等發(fā)明(J.Phys.Chem.1993，97，11999)，楊柏等人于2003年提出水熱法對這一方法提出改進(jìn)(中國專利，公開號CN1451789A)，縮短了水相合成的反應(yīng)時間，一定程度上提高了產(chǎn)物的光譜性能。與油相合成法相比，水相合成法具有成本低、毒性小、重復(fù)性好、易操作和可大批量合成等優(yōu)點，而且制得的粒子具有良好的水溶性及生物相容性。但是通常水相合成制備得到納米晶量子效率相對較低、熒光峰較寬，因此解決如何在水相中制備得到高質(zhì)量的納米晶的問題無論在理論上和實踐上都具有非常重要的意義。

目前在中國專利中報道的水相中合成的量子點發(fā)光波長還只能處于可見光區(qū)(450nm-680nm)(中國專利，公開號CN1524783，公開號CN1451789A，公開號CN1710154)。而利用可見光熒光探針進(jìn)行活體動物體內(nèi)光學(xué)成像遇到了以下幾個問題：(1)生物分子自熒光的干擾；(2)組織的吸收。改用近紅外光(680-900)能夠有效解決這一問題。因為近紅外光正好能夠避開分子自熒光，而且近紅外光對生物組織有很好的穿透能力(通常可見光最多只能穿透毫米級厚度組織，而近紅外光則能穿透厘米級厚度的組織)，因此制備近紅外發(fā)光的量子點在生物醫(yī)學(xué)檢測和臨床應(yīng)用上有重要的意義。另外，近紅外發(fā)光量子點在制備太陽能電池，激光器等領(lǐng)域也都有廣闊的應(yīng)用前景。

就目前水相中合成的CdTe量子點而言，制備得到的產(chǎn)物發(fā)光波長都集中在可見光波段，當(dāng)量子點長到發(fā)射波長較長以后溶液會發(fā)黑，發(fā)射峰變寬，量子效率變低甚至量子點發(fā)生聚集后熒光猝滅。因此通常的制備條件下得到的CdTe量子點其發(fā)射波長一般不超過680nm。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種量子效率高、水溶性好的近紅外發(fā)光碲硫化鎘量子點的制備方法。

本發(fā)明提出的近紅外發(fā)光(發(fā)光波長680nm-800nm)碲硫化鎘量子點的制備方法，以巰基丙酸為穩(wěn)定劑，在較高的前驅(qū)體溶液濃度下(按鎘源計量為10mM-50mM)和較高溫度下(150-220℃)下快速生長得到較大尺寸(4nm-7nm)高量子效率(在30％以上，最高達(dá)68％)近紅外發(fā)光(680nm-800nm)碲硫化鎘量子點。具體步驟如下：

(1)碲化鎘-巰基配位化合物前驅(qū)體溶液的制備：將1mmol-3mmol氯化鎘(CdCl2)溶于100ml去離子水中，加入巰基丙酸配體，巰基丙酸與氯化鎘的摩爾比為1.5-2.0，調(diào)節(jié)pH值到8.5-9.5，通氮氣25-35min，在強(qiáng)烈攪拌下注入體積濃度為0.3-0.6mM的NaHTe水溶液，攪拌8-15min得到碲化鎘-巰基配位化合物前驅(qū)體溶液；前驅(qū)體溶液的濃度按鎘源計量為10mM-50mM；

(2)前驅(qū)體溶液在反應(yīng)釜內(nèi)高溫高壓水熱生長：將步驟(1)制備的前驅(qū)體溶液8-10ml轉(zhuǎn)移入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜內(nèi)，再放入溫度為150-220℃的烘箱中，加熱反應(yīng)50-80分鐘，即得到近紅外發(fā)光(發(fā)光波長680nm-800nm)碲硫化鎘量子點。量子點的粒徑大小為4nm-7nm。

由本發(fā)明方法制備的量子點具有水溶性好、量子效率高、熒光譜峰形好等特點。其紫外-可見吸收光譜圖，熒光發(fā)射光譜力及透射電鏡片等到分別圖1-圖3所示。

附圖說明

圖1是制備得到的近紅外發(fā)光碲硫化鎘量子點的紫外-可見吸收光譜圖，體現(xiàn)量子點的粒徑大小。

圖2是制備得到的近紅外發(fā)光碲硫化鎘量子點的熒光發(fā)射光譜圖，反應(yīng)了量子點的發(fā)射波長以及光譜性質(zhì)。

圖3是透射電鏡照片以及傅立葉變換電子衍射照片，反應(yīng)了量子點的粒徑大小和尺寸均一性。

具體實施方式

通過以下實施例對本發(fā)明的合成方法作進(jìn)一步闡述，但并不意味著對本發(fā)明的合成方法的限制。

實施例1