[發明專利]一種包含多個疏水性半導體量子點的二氧化硅納米球的制備方法

在審

• 申請號: 201710095972.7
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106893588A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 李春亮;林佳麗
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司12002
• 代理人: 劉書元

技術領域

本發明屬于半導體量子點發光材料技術領域，具體涉及一種包含多個疏水性半導體量子點的二氧化硅納米球的制備方法。

背景技術

半導體量子點通常是指尺寸約為幾個到數十納米，在三維方向上都小于或接近激子玻爾半徑納米結構。半導體量子點由于其能級是斷續的并且其帶隙是尺寸大小決定的，具有獨特的物理和化學性質，相對傳統有機熒光染料具有吸收光譜寬、發射光譜窄、發光波長可調、高熒光強度和抗光漂白等優點，在納米生物醫學、發光器件及光電轉換等領域的應用受到了極大的關注。

量子點應用于生物醫學領域必須要求其滿足生物相容性、低毒性以及能進行表面功能化處理，通過有機相制備的量子點具有較好的光學性能以及較高的發光效率，在應用上具有很大優勢，但仍需解決其疏水性和生物毒性問題。

二氧化硅是一種具有較好的透光性、生物相容性、穩定性，便于功能化修飾的惰性材料，將有機相制備的疏水性量子點包覆在二氧化硅內既可以使其具有生物相容性，免受外界壞境的破壞，又可以減少有毒離子的釋放，避免受體細胞引起不必要的免疫響應。

Werner Stober,Arthur Fink and Ernst bohn等人在公開文獻Controlled growth of mono-disperse silica spheres in the micron siza range(Journal of colloid and interface science,1968,26,62)通過在醇溶液中水解烷基硅酸鹽制備了不同粒徑大小、單分散的二氧化硅納米球，為包覆其他納米顆粒并用于生物領域提供了技術前提。

Rolf Koole,Matti M.van Schooneveld,Jan Hilhorst等人在公開文獻On the incorporation mechanism of hydrophobic quantum dots in silica spheres by a reverse microemulsion method(Chemistry of Materials,2008,20(7):2503-2512)中提出用反向微乳液法制備包覆疏水性量子點的二氧化硅納米球，利用正硅酸乙酯在水油分界面水解，水解后取代量子點表面疏水配體并將其轉移到水相中，再在水相中繼續水解正硅酸乙酯生長二氧化硅。該方法只能將單個量子點包覆在二氧化硅納米球內。

公開號為CN 102500297 A的中國專利申請公開了一種利用疏水納米粒子自組裝制備多功能納米球的方法，通過烷硫醇與金屬的強配位作用將疏水性量子點固定在3-巰基丙基三甲氧基硅烷微球上，再進行二氧化硅包覆。該方法要求疏水性量子點與烷硫醇之間有很強的相互作用力。

公開文獻Yang Ping,Murase Norio,Suzuki Mariko,Hosokawa Chie,Kawasaki Kazunori,Kato Tomoki and Taguchiz Takahisa.Bright,non-blinking,and less-cytotoxic SiO₂beads with multiple CdSe/ZnS nanocrystals.Chemical Communications,2010,46(25):4595和公開文獻Li C,Murase N.Formation mechanism of highly luminescent silica capsules incorporating multiple hydrophobic quantum dots with various emission wavelengths.Journal of Colloid&Interface Science,2013,411(6):82-91中通過對量子點表面硅烷化處理、量子點凝聚以及二氧化硅包覆三個步驟成功將多個疏水性硒化鎘/硫化鋅量子點包覆在同一個二氧化硅納米球內，該方法過程復雜，制備周期較長，二氧化硅包覆前對量子點凝聚體的離心沉淀過程會造成大量的量子點損失，量子點利用率較低，僅50％左右。

發明內容：