[發(fā)明專利]水溶性無毒雙熒光發(fā)射的Cu;Mn:ZnSe量子點及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611116534.6
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106590664B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖文松;潘雨晨;陳文鑫;范鳴;徐敬坤;徐淑宏
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發(fā)明公開了一種水溶性無毒雙熒光發(fā)射的Cu,Mn:ZnSe量子點及其制備方法和用途，Cu,Mn:ZnSe量子點的制備方法包括：制備Zn前驅(qū)體溶液；步驟二，制備量子點溶液；步驟三，制備Cu,Mn:ZnSe量子點：之后將步驟二制備的量子點溶液移入冰水浴中，并向溶液中通入氮氣直到反應(yīng)結(jié)束；除氧后將新鮮制備的NaHSe溶液注入到混合溶液中生長5min，再將混合溶液加熱到90℃，將步驟一制備的Zn前驅(qū)體溶液注入到混合溶液中，再回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到Cu,Mn:ZnSe量子點。本發(fā)明制備的Cu,Mn:ZnSe量子點具有無毒環(huán)保和生物親和性強等優(yōu)勢。本發(fā)明操作簡單、價格低廉、易操作、重現(xiàn)性好、靈敏度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水溶性熒光量子點制備和有毒金屬離子探測的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具有雙熒光發(fā)射峰無毒水溶性Cu,Mn:ZnSe量子點的制備方法及其對鎘離子的探測。

背景技術(shù)

相比于傳統(tǒng)的熒光粉，量子點具有發(fā)光波長隨尺寸可調(diào)、發(fā)光光譜帶狹窄、吸收范圍大、表面官能團可選擇等優(yōu)勢，因此在發(fā)光器件、生物檢測、太陽能電池等領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，并有望落實國家稀土資源保護戰(zhàn)略的貫徹執(zhí)行。早期的量子點研究都是以Cd類量子點為主，因為其在可見光區(qū)具有優(yōu)異的熒光性能。但其重金屬有毒性逐漸限制了其應(yīng)用，而被ZnSe類量子點所取代。但由于ZnSe為寬禁帶材料，單純通過調(diào)節(jié)量子點尺寸的方法來調(diào)節(jié)熒光發(fā)射波長的范圍有限，因此需要通過向ZnSe類量子點摻雜不同的雜志離子實現(xiàn)ZnSe類量子點熒光在可見光范圍的全光譜覆蓋。過度金屬元素摻雜的ZnSe量子點具有良好的生物親和性和較大的斯托克斯位移，且由于其并未摻雜鎘離子，更是成為了一種探測鎘離子濃度的潛在材料。因此，迫切需求一種熒光性能強、熒光穩(wěn)定性強、對微量鎘離子能有靈敏反應(yīng)的ZnSe類量子點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種水溶性無毒雙熒光發(fā)射的Cu,Mn:ZnSe量子點及其制備方法，以滿足對于熒光性能強、熒光穩(wěn)定性強、對微量鎘離子能有靈敏反應(yīng)的ZnSe類量子點的需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種水溶性無毒雙熒光發(fā)射的Cu,Mn:ZnSe量子點的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，制備Zn前驅(qū)體溶液：將巰基丙酸原液加入到Zn(NO₃)₂溶液，并通過NaOH溶液將其pH值調(diào)節(jié)到某一值；

步驟二，制備量子點溶液：將巰基丙酸原液、CuCl₂溶液和MnCl₂溶液混合，并利用NaOH溶液將其pH值調(diào)節(jié)到某一值；

其中，Zn前驅(qū)體溶液的pH值與量子點溶液的pH值保持一致；

步驟三，制備Cu,Mn:ZnSe量子點：之后將步驟二制備的量子點溶液移入冰水浴中，并向溶液中通入氮氣直到反應(yīng)結(jié)束；除氧后將新鮮制備的NaHSe溶液注入到混合溶液中生長5min，再將混合溶液加熱到90℃，將步驟一制備的Zn前驅(qū)體溶液注入到混合溶液中反應(yīng)，然后再回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到Cu,Mn:ZnSe量子點。

步驟一和二中，所述Zn前驅(qū)體溶液pH值與量子點溶液pH值均為11。

步驟二中，CuCl₂與MnCl₂的摩爾比為1:2。

步驟三中，將Zn前驅(qū)體溶液注入到混合溶液中反應(yīng)的時間為10min，回流反應(yīng)的時間為2h。

一種由上述的方法制備的水溶性無毒雙熒光發(fā)射的Cu,Mn:ZnSe量子點。

本發(fā)明的第二個目是利用雙熒光發(fā)射Cu,Mn:ZnSe量子點的熒光強度以及雙熒光發(fā)射峰熒光強度的比率對鎘離子進行雙重探測，利用同一量子點實現(xiàn)對鎘離子的探測和矯正。

為實現(xiàn)第二個目的，所采用的技術(shù)方案是：