[發(fā)明專利]水相無毒量子點碲化鋅的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910232496.4
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101708827A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐淑宏;崔一平
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C01B19/04
• 分類號: C01B19/04;C01B19/00;C09K11/88
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自組裝制備水相碲化鋅無毒量子點的制備方法，并涉及碲氫化鈉的制備方法。

背景技術(shù)

量子點是半徑小于或接近激子玻爾半徑的半導(dǎo)體納米晶微粒，因其具有特有的量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，使其在發(fā)光材料、光敏傳感器等方面具有很好的應(yīng)用。II-VI族量子點具有可見光區(qū)熒光發(fā)光性質(zhì)，可作為熒光標(biāo)記物，在生物分子識別及檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。

實際應(yīng)用中不僅需要純凈、穩(wěn)定、單分散的高質(zhì)量的納米晶體，而且需要量子點具備水溶性和無毒性。這樣含鎘的量子點就不能滿足要求。作為鎘的同族元素，鋅原來越多的被關(guān)注。同時含鋅的量子點如：碲化鋅、硒化鋅、硫化鋅等也陸續(xù)被研究。

目前，制備量子點有很多中方法，有物理方面的，也有化學(xué)方面的方法。物理方法合成的量子點因其不具備水溶性，導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。化學(xué)方面最主要是有機金屬法及其衍生出的由彭笑剛等人發(fā)明的有機“綠色化學(xué)”法和巰基水相法。對于碲化鋅量子點的合成，物理方法和有機金屬法都有報道，而巰基水相ZnTe量子點卻一直未見報道。

巰基水相法是選用離子型前驅(qū)體，陽離子為Zn²⁺、Cd²⁺或Hg²⁺，陰離子為Te^2-或Se^2-；配體選用多官能團巰基小分子，如巰基乙醇、巰基乙酸、巰基乙胺等；介質(zhì)為水。通過調(diào)節(jié)溫度、pH、及配料比制取需要的量子點。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明針對當(dāng)前的問題提供了一種制備水相無毒碲化鋅量子點的制備方法。合成的碲化鋅水溶性比較好，應(yīng)用前景比較廣闊。

技術(shù)方案：本發(fā)明制備水相無毒ZnTe量子點的方法如下：

(1)制備NaHTe：硼氫化鈉溶解在去離子水中，迅速加入碲粉。反應(yīng)容器用膠塞封口，膠塞上帶有一個小針孔與外界相通以便釋放反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣。在反應(yīng)過程中，體系用冰水浴冷卻，數(shù)小時后，黑色的碲粉消失并產(chǎn)生白色的硼酸鈉晶體，上層澄清的NaHTe溶液為淡紫色。其反應(yīng)方程：

4NaBH₄+2Te+7H₂O→2NaHTe+Na₂B₄O₇+14H₂↑

(2)Zn+TGA(巰基乙酸)前驅(qū)體的制備：取Zn(NO₃)₂加入到的錐形瓶中，用微型移液槍曲一定量TGA加入溶液中，充分?jǐn)嚢韬笥肗aOH調(diào)節(jié)Zn(NO₃)₂和TGA的混合溶液的pH，充分?jǐn)嚢韬髠溆谩?/p>

(3)水相ZnTe量子點的制備：把步驟(2)制備的混合溶液用N₂氣脫氧后，用微粒注射針取定量(1)中的NaHTe注入混合溶液，繼續(xù)攪拌后得到ZnTe納米晶。

NaHTe+Zn(NO₃)₂→ZnTe+NaNO₃+HNO₃

有益效果：本發(fā)明設(shè)計的水相ZnTe量子點的制備方法具有以下幾個優(yōu)點：

(a)合成的ZnTe具有很好的水溶性，為其應(yīng)用打開了新的窗口。

(b)相比CdTe量子點，合成的ZnTe量子點沒有毒性，彌補了之前在生物標(biāo)記方面的不足。

(c)這種方法所需設(shè)備簡單，用時短，容易操作，沒有危險性，原料供給方便，原料價格低廉。

(d)找到了適合ZnTe生產(chǎn)的pH條件，得到了穩(wěn)定的水相ZnTe量子點。

具體實施方式

本發(fā)明所用的原料硝酸鋅、巰基乙酸、氫氧化鈉、碲粉、硼氫化鈉均為分析純試劑。溶劑為高純?nèi)ルx子水。實驗過程中所用的儀器都用去離子水潤洗三遍。

(1)制備NaHTe：0.39g硼氫化鈉溶解在6ml去離子水中，迅速加入0.51g碲粉。反應(yīng)容器用膠塞封口，膠塞上帶有一個小針孔與外界相通以便釋放反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣。在反應(yīng)過程中，體系用冰水浴冷卻，約8小時后，黑色的碲粉消失并產(chǎn)生白色的硼酸鈉晶體，上層澄清的NaHTe溶液為淡紫色，濃度為0.667mol/L。其反應(yīng)方程：

4NaBH₄+2Te+7H₂O→2NaHTe+Na₂B₄O₇+14H₂↑