[發明專利]一種碳納米管-碲化鎘/硫化鎘納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410293010.9
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104119920A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 朱利民;丁兆強;聶華麗;陶磊
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02;G01N21/64;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于納米復合材料及其制備領域，特別涉及一種碳納米管-碲化鎘/硫化鎘納米復合材料及其制備方法。

背景技術

碳納米管(carbon?nanotube，CNT)作為一種重要而有代表性的納米材料，近年來在納米醫學領域有著廣泛的應用研究。通常情況下碳納米管是一種互相纏繞、找不到終端的線團結構，且不溶于水或有機溶劑，這樣就很大程度上限制了對其在生物醫學領域的研究。通過化學方法修飾碳納米管不僅可以提高其分散性，還能引入一些活性官能團，從而賦予其新的性能，如降低毒性，增加生物相容性等。除了單一的碳納米管具有廣泛的應用前景外，近年來以碳納米管為載體負載量子點構建的新型熒光標識物也受到廣泛的關注。量子點(Quantum?dot,QD)是一種半徑小于或接近于激子波爾半徑的半導體納米晶，能夠被紫外區到紅外區的任一波長的光激發，發射熒光，即具有光致發光的特性。與有機熒光染料相比，其激發光波長寬、發射光譜窄而對稱、熒光穩定性好、量子產率高等一系列優異的光學性質。以親水性化合物為修飾劑制備的量子點由于可以進行生物偶聯因而被直接用于生物領域。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種碳納米管-碲化鎘/硫化鎘納米復合材料及其制備方法，該發明制備的MWCNTs-CdTe/CdS納米復合材料能較好地分散在水相中，且具有較高的熒光強度和熒光穩定性，可以作為新型的納米熒光探針應用于光電、生物傳感器和生物醫學等領域。

本發明的一種碳納米管-碲化鎘/硫化鎘納米復合材料，所述復合材料為CdTe/CdS核殼量子點以共價鍵負載到PEI-MWCNTs表面制備得到。

本發明的一種碳納米管-碲化鎘/硫化鎘納米復合材料的制備方法，包括：

(1)將鎘源、穩定劑溶于雙蒸水中，調節pH為8.5-9.5，然后在攪拌條件下通氮氣20-30min，得到Cd²⁺前驅液；其中鎘源、穩定劑、雙蒸水的比例關系為0.125-0.25mmol：0.3-0.6mmol：100-200mL；

(2)將碲源加入上述Cd²⁺前驅液中，然后在100℃下，通氮氣回流60-120min，提純，復溶于雙蒸水中，得到CdTe量子點溶液；

(3)將鎘源、硫代乙酰胺TAA、穩定劑溶于雙蒸水中，調節pH為8.5-9.5，攪拌下通氮氣30min，得到CdS包殼溶液，然后加入步驟(2)所得溶液，在100℃下通氮氣回流60-120min，提純，復溶于雙蒸水中，得到CdTe/CdS核殼結構量子點溶液；其中鎘源、TAA、穩定劑、雙蒸水的比例關系為：0.125-0.25mmol：0.125-0.25mmol：0.6-1.2mmol：200ml；

(4)將MWCNTs-COOH、催化劑加入溶劑中，超聲3h，然后加入PEI，超聲反應24h，透析，得到PEI-MWCNTs；其中MWCNTs-COOH、催化劑、溶劑、PEI的比例為0.1-0.2g：0.1-0.2g：10-20mL：0.15-0.3g；

(5)將CdTe/CdS核殼結構量子點、交聯劑加入雙蒸水中，超聲3h，然后再加入PEI-MWCNTs，超聲反應24h，透析，即得碳納米管-碲化鎘/硫化鎘納米復合材料MWCNTs-CdTe/CdS；其中CdTe/CdS核殼結構量子點、交聯劑、PEI-MWCNTs的質量比為0.01-0.02：0.04-0.08：0.02-0.04。

所述步驟(1)、(3)中鎘源為CdCl₂·2.5H₂O；穩定劑為巰基丙酸MPA；調節pH所用試劑為1M?NaOH。

所述步驟(2)中碲源為NaHTe。

所述碲源NaHTe的具體制備方法為：將0.75mmol?NaBH₄和0.375mmol?Te粉加入12ml雙蒸水中，60℃油浴中反應30-60min,反應所得到的溶液過0.22μm濾膜濾掉反應產生的沉淀從而得到較純凈的NaHTe溶液；其中Te粉含量為99.9％、規格為200目。

所述步驟(2)中Cd²⁺：穩定劑：碲源的摩爾濃度比為1-2：2.4-4.8：1-2。

所述步驟(3)中CdS包殼溶液中Cd²⁺：穩定劑：S^2-摩爾濃度比為1-2：4.8-9.6：1-2。

所述步驟(2)、(3)中提純具體為：先濃縮至原體積的1/4，逐滴加入異丙醇再離心得到沉淀。所述步驟(4)中催化劑為EDC·HCl，溶劑為二甲基亞砜DMSO。