[發明專利]乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法

無效

• 申請號: 201210553031.0
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103045235A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 萬錒俊;桂日軍;李慧麗;金輝
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C09K11/57
• 分類號: C09K11/57
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于熒光納米材料制備技術領域，具體涉及乙酰丙酮酸穩定的Mn²⁺摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法。

背景技術

錳摻雜量子點是指在膠體半導體納米晶中摻雜錳離子(Mn²⁺)，以提高其光、電、磁學等性質，是近年來發展起來的一種新型半導體納米材料。錳離子的d電子態與納米晶的s和p電子激發態發生強烈相互作用，當外圍電子被激發躍遷至納米晶時，可發射出橘黃色的熒光。與傳統量子點相比，錳摻雜量子點具有較低的毒性，可在光、熱及空氣中保持優異的光化學穩定和發光效率。

鑒于以上特殊的性能，錳離子摻雜量子點引起了相關工作者濃厚的研究興趣。自1994年Bhargave等首次報道了錳摻雜硫化鋅納米晶(Mn:ZnS)的熒光性質以來(Bhargave?R.N.，et?al.Phys.Rev.Lett.，1994，72：416-419)，相關科研小組便開始專注于其它類型錳摻雜量子點的制備和光、電、磁學性質研究。例如，Marandi等以1-硫甘油為穩定劑，CdSO₄、Na₂S₂O₃與Mn(NO₃)₂為前驅體，通過水熱法制備了Mn²⁺摻雜CdS量子點(Marandi?M.，et?al.Nanotechnology，2008，19：225705-225708)。Zuo等將CdCl₂、MnCl₂、S溶解在油胺中，于170℃和氬氣氛下反應合成出Mn²⁺:CdS熒光量子點(Taisen?Zuo，et?al.J.Am.Chem.Soc.，2010，132：6618-6619)。Zhai等以Cd(CH₃COO)₂、Mn(CH₃COO)₂、Na₂S為原料，3-巰基丙酸為保護劑，以水熱法合成了Mn²⁺:CdS量子點(Hui?Zhai，et?al.Micro&Nano?Letters，2011，6：257-260)。

截止目前，有關錳離子摻雜量子點的制備方法已有中國專利報道。例如，蘇星光等采用成核摻雜的方法，向硝酸鋅、氯化錳、巰基羧酸的混合水溶液中加入硒氫化鈉，回流反應下制備了Mn²⁺:ZnSe量子點(公開號：CN101503624A)。喻學鋒等以巰基丙酸為穩定劑，無機鹽為原料，通過改變原料比例合成出Mn²⁺:Zn_xCd_1-xS量子點(公開號：CN101875843A)。王宏志等采用先合成MnSe/ZnSe晶核，再進行穩定劑包覆和ZnSe殼層外延生長的方法，通過控制晶體成核、生長與反應時間，在水相中制備了Mn²⁺:ZnSe量子點(公開號：CN101948686A)。

盡管以上事例中涉及了Mn²⁺:CdS熒光量子點的水相合成方法，但未采用乙酰丙酮酸(Acetyl?acetonate，AA)為包覆劑，硫脲為硫前驅體，而AA可與過渡金屬離子(如X＝Cd、Mn、Zn等)形成穩定的配合物(AA-X)，硫脲水溶液在升溫過程中會緩慢釋放出硫離子作為硫源。迄今為止，尚未見采用AA為穩定劑，硫脲為硫源，采用水熱方法合成，且發射熒光可被氧化還原反應可逆地調節的Mn²⁺:CdS量子點的相關中國專利報道。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種方法簡單，快速、成本低的乙酰丙酮酸穩定的Mn²⁺摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種乙酰丙酮酸穩定的Mn²⁺摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)首先，將乙酰丙酮酸加入二次蒸餾水中，在磁力攪拌下升溫至80℃充分溶解，形成清晰的乙酰丙酮酸水溶液；

(2)然后，在保持快速磁力攪拌和一定的溫度下，將無機鎘鹽和硫脲加入乙酰丙酮酸水溶液中，形成均質的反應溶液；

(3)接下來，再在上述反應溶液中加入無機錳鹽的水溶液，將此混合溶液進行回流反應數小時；