[發明專利]一種水溶性CdTe量子點的制備方法

有效

• 申請號: 201010197865.3
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101870459A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 鄒桂征;梁國棟
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C01B19/04
• 分類號: C01B19/04;C09K11/88
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 周慰曾

技術領域

本發明涉及的是一種納米技術領域的制備方法，特別涉及水溶性CdTe量子點的一種制備方法。

背景技術

量子點(Quantum?dot，簡稱QD)是一種半徑小于或者接近玻爾激子半徑的半導體納米晶粒。量子點具有吸收光譜寬，發射光譜窄而對稱，發光顏色可調，熒光強度和光穩定性高等特點，已在生物標記、生物傳感及生物檢測領域等領域獲得了廣泛應用。CdTe量子點是應用最為廣泛的II-VI族量子點，高質量水溶性CdTe量子點的制備方法研究已經成為世界各國科研工作者的焦點。目前生物學上應用的量子點大多來自有機相合成，該方法合成的量子點粒徑分布均勻，量子產率高，但制備條件苛刻、成本高、毒性大，而且所制備的量子點難溶于水，需進一步衍生化為水性性量子點才能在生命科學領域獲得應用。1996年，Rogach，A.L.首次采用巰基化合物作為配位劑在水相體系中制備出水溶性的CdTe量子點。水相體系中制備的CdTe量子點具有水溶性和生物相容性，可直接用于生物的標記和檢測。但是水相制備CdTe量子點的方法通常需要無氧環境下制備的碲化氫(H₂Te)或碲氫化鈉(NaHTe)作為碲源，制備過程需要分步進行。

經對現有技術的文獻檢索發現，Bao等在《Small》(2006年第2卷476-480頁)上發表了題為“One-Pot?Synthesis?of?CdTe?Nanocrystals?and?Shape?Control?of?LuminescentCdTe-Cystine?Nanocomposites”(“一步制備CdTe量子點及CdTe-半胱氨酸納米復合材料的形狀控制”)的論文，利用在自然狀態下穩定的亞碲酸鈉作為碲源，采用硼氫化鈉還原亞碲酸鈉的方法在水相中一步制備了水溶性CdTe量子點，通過控制反應時間可以獲得不同熒光發射波長的CdTe量子點。該方法利用硼氫化鈉作為還原劑，但硼氫化鈉是強還原劑，其反應活性不可調控，限制了該制備方法的操作靈活性。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提供一種水溶性CdTe量子點的制備方法。利用水合肼作為還原劑還原亞碲酸鈉，基于水合肼還原能力與反應溫度的密切相關性提高制備條件的可控性，以巰基丙酸為配位劑、六偏磷酸鈉為輔助穩定劑獲得高熒光性能的具有不同熒光發射波長的水溶性CdTe量子點。

本發明首先選用氯化鎘作為鎘離子來源，水合肼還原亞碲酸鈉產生的碲離子作為碲源，在配位劑巰基丙酸和輔助穩定劑六偏磷酸鈉存在的前提下，通過控制反應溫度和回流時間的方式獲得不同熒光發射波長的水溶性CdTe量子點。六偏磷酸鈉不但作為輔助穩定劑用于防止副反應亞碲酸鎘的形成，而且可以與巰基丙酸競爭鎘離子源，促進高質量水溶性量子點的生成。

一種水溶性CdTe量子點的制備方法，步驟如下：

(1)室溫下向濃度為0.5-5.0毫摩爾/升的氯化鎘溶液中依次加入六偏磷酸鈉和巰基丙酸，氯化鎘與六偏磷酸鈉的摩爾比為1∶(1-3)，氯化鎘與巰基丙酸的摩爾比為1∶(2-5)，加入過程在磁力攪拌下進行，六偏磷酸鈉和巰基丙酸加入的時間間隔為8-12分鐘，巰基丙酸加入結束后，將溶液酸度調至pH＝9-12，得到鎘的前體溶液；

(2)向步驟(1)制得的鎘的前體溶液中加入亞碲酸鈉，在70-100℃條件下恒溫加熱回流10分鐘，氯化鎘與亞碲酸鈉的摩爾比為1∶(0.1-0.45)；

(3)向步驟(2)制得的溶液中加入水合肼，在70-100℃條件下恒溫加熱回流10分鐘到20小時，得CdTe量子點溶液；亞碲酸鈉和水合肼摩爾比為1∶(400-700)；

(4)將步驟(3)制得的CdTe量子點溶液以8000轉/分鐘的轉速離心，去除上層清液后將所得沉淀分散在丙酮中，離心分離三次，最后將沉淀溶解于水中，得水溶性CdTe量子點。

優選的，上述步驟(1)中氯化鎘溶液的濃度為1.0-3.5毫摩爾/升，氯化鎘與六偏磷酸鈉的摩爾比為1∶(1.5-2)，氯化鎘與巰基丙酸的摩爾比為1∶2.5。

上述步驟(1)中六偏磷酸鈉和配位劑巰基丙酸加入的時間間隔為10分鐘。

上述步驟(1)中溶液的酸度調節為pH＝11。

上述步驟(2)中氯化鎘與亞碲酸鈉的摩爾比為1∶(0.15-0.25)。

上述步驟(3)中亞碲酸鈉和水合肼的摩爾比為1∶500。

上述步驟(2)和步驟(3)中的恒定溫度為75-95℃。

上述步驟(3)中恒溫加熱回流的時間為30分鐘到10小時。