[發明專利]一種ZnxCd1-xTe熒光納米棒及其水相合成方法

無效

• 申請號: 201110052016.3
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102181932A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王琰;崔海信;姜建芳;孫長嬌
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B27/00;C09K11/88
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及一種Zn_xCd_1-xTe熒光納米棒，其主要用于生物學及光學電子器件領域。本發明還涉及該熒光納米棒的水相合成方法。

背景技術

熒光納米晶由于具有獨特的光學性質，在生物學、醫學、光電子器件等領域中潛在的應用價值已經引起了廣大科學工作者的極大關注。在熒光分析法中用納米晶做為熒光探針，其光學特性明顯優于常用的有機染料。特別是一維結構的納米晶包括納米線、納米棒、納米管、納米帶等，其不僅具有小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等特殊性質，而且存在由納米結構組合引起的新的量子耦合效應和協同效應，顯示出更加優異的光學性能。

目前合成納米晶比較常用的方法是在油相TOP-TOPO體系中合成，但由于此體系所使用的有機溶劑大部分是有毒和不穩定的，且在有機溶劑中制備的半導體納米晶被非水溶性的TOPO包覆，并不適合用于生物體系。而若半導體納米晶表面包覆的油溶分子被水溶性分子所替代，其發光強度又會大大的減弱(J.Am.Chem.Soc.，2000，122：12142)。同時有機體系合成法制備條件比較苛刻、反應步驟比較復雜、成本高、毒性較大，因此尋找一種高效安全的納米晶合成方法就非常有必要。水相合成法具有可重復性好，成本低，毒性小的特點，且其大大提高了納米晶的穩定性，具備好的水溶性和生物應用性(J.Phys.Chem.B，2002，106：7177)，因此是一種非常有發展前景的合成方法。如中國專利申請200710055458.7報道了一種綠色、簡易、可控、安全合成CdTe半導體熒光納米晶材料的方法及其合成系統。

CdTe納米晶具有硫族化合物納米晶的典型性質，可以通過調節其粒徑來得到不同顏色的發射光，作為熒光標記材料在生物及醫學領域得到了廣泛的應用。但是僅僅通過改變二元納米晶的尺寸來實現其光學性能的調控，限制了其發射光波長范圍的可調性。特別是當需要得到一些短波的藍光發射時，要求納米粒子的粒徑特別小，但是小粒徑的納米粒子(小于2nm)很難鈍化，存在不穩定的光學性質(J.Am.Chem.Soc.，2003，125：8589)。至今已報道的硫族納米晶多局限于二元納米晶的合成，同時也存在一定的應用局限性。

三元合金納米材料可以通過控制材料的組分使光學性質在更大范圍受調控，而引起了科學家的關注。文獻報道了多種制備三元合金納米晶的方法，例如分子束外延法，金屬有機化學氣相沉積法，化學分子束沉積法等。用化學方法制備合金納米晶的報道還不是很多，如中國專利申請200810049338.0報道了CdHgTe和ZnCdSe三元納米晶的制備方法，但其使用苯、甲苯、氯仿類物質作為反應溶劑，毒性比較大，水溶性與生物兼容性也不好。DeGroot等用混合金屬原子簇前驅物制備了Zn_xCd_1-xTe納米晶[Chem.Eur.J.，2006，12：1547]，用這種方法合成Zn_xCd_1-xTe納米晶需要較高的合成溫度和復雜的合成步驟。Viale等用原子層外延的方法合成了Zn_xCd_1-xTe納米晶[Phys.Rev.B，2004，69：115324]。

以上這些方法都不能得到一維棒狀結構的三元Zn_xCd_1-xTe熒光納米晶。同樣，目前也尚未有報道在水相中制備棒狀Zn_xCd_1-xTe納米晶的方法。

發明內容

本發明目的在于提供一種Zn_xCd_1-xTe熒光納米棒，所述納米棒是在透射電鏡(TEM)下呈現棒狀，其長度為20～300nm，直徑為10～80nm，其中0＜x＜1。優選其長度為30～200nm，直徑為20～50nm。所述的熒光納米棒優選其長徑比為1.2∶1～6∶1。