[發(fā)明專利]一種四元水溶性量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810023802.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN108659814B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋江魯奇;張炎;代義文;于躍;李歡;姚博;周慧鑫;秦翰林;許小亮;朱立新;賈秀萍;周峻;高永晟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/02
• 分類號(hào): C09K11/02;C09K11/62;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;侯峰

本發(fā)明公開了一種四元水溶性量子點(diǎn)，其包括AgGaInS的核和包覆在AgGaInS的核表面上的包覆劑；本發(fā)明還公開了該量子點(diǎn)的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明通過采用分步水熱法獲得的量子點(diǎn)的結(jié)晶性高，尺寸分布均一，熒光峰可調(diào)范圍廣且介于450～750nm，熒光量子產(chǎn)率高達(dá)25％以上；此外，本發(fā)明通過選用含有生物活性大分子的寡肽作為表面包覆劑，能夠很好地應(yīng)用于光電器件和生物標(biāo)記中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子點(diǎn)材料領(lǐng)域，具體涉及一種四元水溶性量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體納米晶(Nanocrystals，NCs)，也被稱之為量子點(diǎn)(Quantum dots，QDs)，是一種在空間三個(gè)維度上都受到限制的半導(dǎo)體材料；量子點(diǎn)研究至今，出現(xiàn)了多種類型結(jié)構(gòu)和材料；從結(jié)構(gòu)劃分，有核殼結(jié)構(gòu)、合金結(jié)構(gòu)、異質(zhì)結(jié)構(gòu)等；從材料種類而言，有II-VI族(如CdS)、III-V族(如InP)等；這些種類的量子點(diǎn)研制歷程較久，因此合成工藝很成熟，但是含有A類重金屬元素，如Cd、Hg等，因此對(duì)生物環(huán)境產(chǎn)生了巨大的損害。

從2007年成功合成了AgInS₂量子點(diǎn)開始，由此開啟了I-III-V族三元量子點(diǎn)的研究；三元量子點(diǎn)具有較高的光吸收系數(shù)、較好的生物相容性和較強(qiáng)的缺陷耐受性，因此得到了人們的關(guān)注；然而目前合成的三元I-III-V族量子點(diǎn)大都是有機(jī)合成，而且量子產(chǎn)率普遍較低，極大限制了它們?cè)诎l(fā)光材料和生物標(biāo)記領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種四元水溶性量子點(diǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率低以及生物相容性不佳的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種四元水溶性量子點(diǎn)，其包括AgGaInS的核和包覆在AgGaInS的核表面上的包覆劑。

優(yōu)選地，所述包覆劑由谷胱甘肽類似物和檸檬酸鈉組成。

本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種四元水溶性量子點(diǎn)的制備方法，該方法通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1，向含有銀鹽、銦鹽、鎵鹽的混合水溶液中加入含有包覆劑的水溶液并攪拌均勻，獲得前驅(qū)體溶液；

步驟2，調(diào)節(jié)所述步驟1獲得的前驅(qū)體溶液的pH值至8～10.5，獲得堿性前驅(qū)體溶液；

步驟3，向所述步驟2獲得的堿性前驅(qū)體溶液中加入含有硫源的水溶液攪拌均勻，獲得含有堿性前驅(qū)體與硫源的混合水溶液；

步驟4，對(duì)所述步驟3獲得的含有堿性前驅(qū)體與硫源的混合水溶液進(jìn)行分步水熱法處理，獲得四元水溶性量子點(diǎn)(表面包覆劑包覆的AgGaInS量子點(diǎn))。

優(yōu)選地，所述步驟1中，所述含有銀鹽、銦鹽、鎵鹽的混合水溶液中銦離子、鎵離子的摩爾量之和與銀離子的摩爾量之比為1:(0.05～1)；所述含有銀鹽、銦鹽、鎵鹽的混合水溶液中銦離子、鎵離子、銀離子的摩爾量之和與含有包覆劑的水溶液中的包覆劑的摩爾量之比為1:(6～15)。

優(yōu)選地，所述步驟1中，所述含有銀鹽、銦鹽、鎵鹽的混合水溶液中銀離子的物質(zhì)的量濃度為0.01～0.15mol/L，銦離子的物質(zhì)的量濃度為0.01～0.15mol/L，鎵離子的物質(zhì)的量濃度為0.01～0.15mol/L；所述含有包覆劑水溶液中包覆劑的物質(zhì)的量濃度為0.01～0.6mol/L。

優(yōu)選地，所述步驟1中，所述銀鹽為硝酸銀、乙酸銀中的至少一種；所述銦鹽為硝酸銦、乙酸銦、氯化銦中的至少一種；所述鎵鹽為硝酸鎵、硫酸鎵、氯化鎵中的至少一種。

優(yōu)選地，所述步驟3中，所述堿性前驅(qū)體中銦離子、鎵離子、銀離子的摩爾量之和與含有硫源水溶液中硫元素的摩爾量之比為1:(1～20)；所述硫源水溶液中硫元素的物質(zhì)的量濃度為0.01～0.15mol/L；所述硫源為硫代乙酰胺、硫脲、硫化鈉中的至少一種。