[發(fā)明專利]一種五氧化二鉭量子點(diǎn)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010072028.1
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN113213538B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勇;楊莉莉;姚秀敏;劉學(xué)建;黃政仁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C01G35/00
• 分類號: C01G35/00;C09K11/67;B82Y20/00;B82Y30/00;G01N21/65
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

本發(fā)明涉及一種五氧化二鉭量子點(diǎn)及其制備方法，所述Ta₂O₅量子點(diǎn)的顆粒尺寸＜5 nm，所述Ta₂O₅量子點(diǎn)具有表面增強(qiáng)拉曼散射活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Ta₂O₅量子點(diǎn)及其制備方法，具體涉及一種用水熱法制備粒徑尺寸小于5nm的Ta₂O₅量子點(diǎn)(QD)表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)襯底及其制備方法，屬于激光拉曼光譜和檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

表面增強(qiáng)拉曼散射光譜(Surface Enhancement Raman Scattering,SERS)是一種快速、無痕、高靈敏的光譜檢測技術(shù)，它可以極大地增強(qiáng)吸附在具有高SERS活性的襯底表面上的分子的拉曼信號從而實(shí)現(xiàn)無損檢測和特征分子識別的能力，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境分析、藝術(shù)和考古研究、藥物和爆炸物檢測等領(lǐng)域。SERS有兩個(gè)重要的增強(qiáng)機(jī)理，分別為電磁增強(qiáng)(EM)和化學(xué)增強(qiáng)(CM)。當(dāng)由入射光激發(fā)的局部表面等離子體共振(LSPR)引起強(qiáng)烈的局部電磁場增強(qiáng)時(shí)，EM起作用，而CM則被認(rèn)為是襯底材料和探針分子之間的電荷轉(zhuǎn)移(CT)過程與入射光發(fā)生共振從而產(chǎn)生的拉曼信號的增強(qiáng)。

SERS襯底材料主要有兩種，分別為貴金屬和半導(dǎo)體。貴金屬具有超敏的SERS增強(qiáng)能力，但其受到容易團(tuán)聚從而穩(wěn)定性重復(fù)性較差、制備流程復(fù)雜等缺點(diǎn)。半導(dǎo)體的SERS性能往往不如貴金屬，但其具有種類多樣、生物相容性好以及多功能等優(yōu)點(diǎn)。半導(dǎo)體SERS性能的提高主要有兩種途徑，一種為尺寸量子化，另一種為元素?fù)诫s。其中，量子點(diǎn)具有極大的比表面積，有利于半導(dǎo)體吸附更多的探針分子，同時(shí)其拓寬的能帶結(jié)構(gòu)有可能促進(jìn)半導(dǎo)體-探針分子之間的電荷轉(zhuǎn)移，提高半導(dǎo)體的SERS性能。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明旨在提出一種具有極小粒徑的半導(dǎo)體SERS襯底Ta₂O₅ QD及其制備方法。

一方面，本發(fā)明提供了一種Ta₂O₅量子點(diǎn)(簡稱Ta₂O₅ QD)，所述Ta₂O₅量子點(diǎn)的顆粒尺寸＜5nm，所述Ta₂O₅量子點(diǎn)具有表面增強(qiáng)拉曼散射活性。

在本發(fā)明中，Ta₂O₅量子點(diǎn)具有極小粒徑，顆粒尺寸＜5nm，具有量子尺寸效應(yīng)。

較佳的，所述Ta₂O₅量子點(diǎn)的顆粒尺寸分布為≥1nm且＜5nm，優(yōu)選平均粒徑為2.39nm。

較佳的，所述Ta₂O₅量子點(diǎn)對于甲基紫分子的SERS檢測極限為10^-7M。

另一方面，本發(fā)明提供了一種上述的Ta₂O₅量子點(diǎn)的制備方法，包括：

(1)將Ta(OH)₅粉末溶解在雙氧水/氨水的混合液中，然后升溫至55～70℃以除去多余H₂O₂，得到Ta前驅(qū)體溶液；

(2)將Si片置于所得Ta前驅(qū)體溶液中，在200～240℃下水熱反應(yīng)24～48小時(shí)，再經(jīng)離心、洗滌和干燥，得到所述Ta₂O₅量子點(diǎn)。