[發明專利]一種能在水溶液中穩定分散的氧化鋅量子點的制備方法

無效

• 申請號: 201110287691.4
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102559171A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張帆;張燦;顏文斌
• 申請（專利權）人: 吉首大學
• 主分類號: C09K11/54
• 分類號: C09K11/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種能在水溶液中穩定分散的氧化鋅量子點的制備方法，屬于功能性納米技術領域。

背景技術

近年來，人們用各種方法制成了半導體量子點材料，它們在光電器件方面展示出誘人的前景，比如氧化鋅量子點，目前已經發展了多種氧化鋅量子點的制備方法，如溶膠凝膠法?[?Hohen?B?G,?Tomamdl?G?.?Sol-gel?processing?of?powder?.?J?Mater?Res,?1992,?7(3):?546-548]、化學氣相沉積法?[Spanhel?L,?Andcrson?M?A?.?Semiconductor?clusters?in?the?sol-gel?process:?quantized?aggregation,?gelation,?and?crystal?growth?in?concentrated?zinc?oxide?colloids.?J?Am?Chem?Soc,?1991,?113:?2826-2833]、水熱合成法?[Cheng?B,?Samulski?E?T?.?Hydrothermal?synthesis?of?one-dimensional?ZnO?nanostructures?with?different?aspect?ratios.?Chem?Commun,?2004,?986-987.]、溶液沉淀法?[韓?冬,?任湘菱,?等.?納米ZnO的制備及其光催化性能研究[J].?感光科學與光化學,?2005,?23:?414-420;?Tu?Y,?Zhou?L,?Jin?YZ,?Gao?C,?Ye?ZZ,?Yang?YF?and?Wang?QL.?J?Mater?Chem?2010;?20:?1594-1959]等。

ZnO是一種寬禁帶Ⅱ、Ⅵ族化合物半導體，在常溫常壓下的穩定相是纖鋅礦結構。它是直接帶隙半導體材料，室溫下禁帶寬度為3.37?eV。ZnO化學穩定性好，易實現摻雜，這些優點使得它成為一種很有前途的紫外光電子器件材料，極具開發和應用價值。ZnO的禁帶比較寬，有高的光電導特性，因此可用來制作紫外探測[Liu?Y,?Goroa?C?R,?Liang?S.?Ultraviolet?detectors?based?on?epitaxial?ZnO?films?grown?by?MOCVD?[J].?J?Electron?Mater,?2000,?29:?69-74]，ZnO在太陽光或紫外光的作用下還能夠催化氧化有機物，使其降解，這在污水處理中有重要的應用價值。

ZnO量子點的制備作為ZnO材料研究的前沿課題將越來越受到人們的重視。以樹形高分子為模板，合成納米氧化鋅，研究其在高分子聚合物中的溶解性是一個新的研究課題。2007年王華，司寶財等在電子元件與材料發表了以樹形高分子為模板合成氧化鋅，是以聚酰胺-胺(PAMAM)樹形高分子為模板,于500℃焙燒合成了形狀不同的氧化鋅，研究了高分子模板和溶劑對氧化鋅晶粒形狀的影響[王?華，司寶財,?等.?以樹形高分子為模板合成氧化鋅[J].?電子元件與材料,?2007,?26(12):?59-61]。樹形分子是一種新型高分子化合物，聚酰胺胺（PAMAM）樹形分子結構固定整規，由中心向外對稱發散并高度支化。高代數的PAMAM樹形分子具有三維對稱的球形結構，分子內存在可容納納米粒子的空腔，分子外面攜帶大量活性的官能團，可以束縛納米粒子，即增加納米粒子的溶解性，充分發揮其模板作用，從而可望用于制備顆粒尺寸均勻的納米粒子[劉春蓮,?林?深,?張曉鳳,?等.?以PAMAM樹形分子為模板劑納米氧化鋅的制備及其光催化性能研究[J].?功能材料,?2007,?4（38）:?672-675]，并能研究納米氧化鋅在高分子溶劑中的溶解性，從而使ZnO量子點得到更廣泛的應用。

通過查閱中國知網及，國內外對于水溶性氧化鋅量子點研究，尤其以環境友好、無毒的PAMAM為配體制備水溶性氧化鋅量子點的研究，目前尚查不到。

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發明內容

本發明的目的在于利用分子內含有豐富的叔胺和酰胺基團的半代樹狀大分子PAMAM為配體，該配體能與不溶于水的ZnO量子點發生配位反應，得到PAMAM修飾的水溶性ZnO量子點。本發明是通過以下步驟實現的：

1.???溶液法制備氧化鋅量子點溶液