[發(fā)明專利]油溶性量子點(diǎn)水分散的氟硼酸鹽相轉(zhuǎn)移法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011288588.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN112724979A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐代文;石學(xué)慧;鄭磊;譚蔚泓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/88
• 分類號(hào): C09K11/88;C09K11/66;C09K11/02;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 天津企興智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 李彥彥

本發(fā)明提供了一種將油溶性量子點(diǎn)水分散的氟硼酸鹽相轉(zhuǎn)移法，包括如下步驟：步驟1、將油性量子點(diǎn)溶于非極性有機(jī)溶劑中配制成A溶液；步驟2、將氟硼酸鹽溶解在非極性有機(jī)溶劑中配制成B溶液；步驟3、將B溶液加入到A溶液中攪拌一定時(shí)間后進(jìn)行離心，丟棄上清液；步驟4、將步驟3中得到的沉淀重新分散在極性溶劑中，再次離心收集上清液即得水分散性的量子點(diǎn)。本發(fā)明所述的水分散量子點(diǎn)化學(xué)穩(wěn)定性高，水相穩(wěn)定性好，且可實(shí)現(xiàn)第二次相轉(zhuǎn)移，分散在極性溶劑中的量子點(diǎn)不僅能保持良好的膠體穩(wěn)定性和光學(xué)穩(wěn)定性，而且保持了量子點(diǎn)原有的形貌和尺寸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析化學(xué)、納米材料、表面膠體化學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及相轉(zhuǎn)移法制備水分散性的量子點(diǎn)。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)是一類半徑小于或接近于其激子玻爾半徑的半導(dǎo)體熒光納米晶體。量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可以通過改變量子點(diǎn)的尺寸大小和組成來控制。通過改變量子點(diǎn)的尺寸和其化學(xué)組成可以得到從可見光區(qū)到近紅外光區(qū)之間不同發(fā)射波長(zhǎng)的量子點(diǎn)。與傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料以及熒光蛋白相比，量子點(diǎn)具有優(yōu)異的光學(xué)特性，如激發(fā)光譜范圍寬、發(fā)射光譜窄；發(fā)射波長(zhǎng)隨量子點(diǎn)的尺寸和組成可調(diào)；量子產(chǎn)率高、熒光強(qiáng)度高以及優(yōu)異的光穩(wěn)定性，使量子點(diǎn)在生物體系的應(yīng)用方面顯示出極大的優(yōu)勢(shì)。目前實(shí)際應(yīng)用中性質(zhì)更好的量子點(diǎn)大多為有機(jī)相中合成的，然而，有機(jī)相合成的量子點(diǎn)表面包覆著一層疏水配體，不能被直接應(yīng)用于生物體系，通常需要使用表面化學(xué)方法對(duì)量子點(diǎn)表面進(jìn)行修飾，生成水分散性的量子點(diǎn)。

量子點(diǎn)的水分散性修飾策略主要有配體取代法和疏水包覆法兩種。配體取代法是直接利用巰基羧基等基團(tuán)把量子點(diǎn)表面原有的有機(jī)配體置換下來，從而制備水分散性的量子點(diǎn)。但這種方法制備的水分散性量子點(diǎn)膠體不穩(wěn)定，不利于量子點(diǎn)的長(zhǎng)期保存。疏水包覆法是利用疏水相互作用將兩親性分子的疏水部分插入量子點(diǎn)表面的疏水配體層中，其親水部分實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)的水分散。疏水包覆法不破壞量子點(diǎn)表面的配體，而是在量子點(diǎn)外加一層“保護(hù)膜”，能夠保護(hù)量子點(diǎn)表面免受溶液中氧氣和其他一些物質(zhì)的影響，能夠最大限度地保持量子點(diǎn)的光學(xué)性能和膠體穩(wěn)定性。但疏水包覆法制備的量子點(diǎn)水合粒徑相對(duì)較大，難以分離純化溶液中存在的空膠束，而且修飾原料不易獲得。龐代文等(專利號(hào)ZL200410013332.x)采用季銨鹽表面活性劑作為相轉(zhuǎn)移試劑將油溶性量子點(diǎn)水分散性化；李海兵等(專利申請(qǐng)?zhí)枺?00610125564.3)采用季銨鹽型雙子表面活性劑作為相轉(zhuǎn)移試劑，將油溶性量子點(diǎn)水分散性化。然而，由于這些方法只針對(duì)核殼型CdSe/ZnS量子點(diǎn)，涉及的量子點(diǎn)的類型和種類少，不能滿足當(dāng)前多種類型量子點(diǎn)研發(fā)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明旨在提出油溶性量子點(diǎn)水分散的氟硼酸鹽相轉(zhuǎn)移法化，針對(duì)配體交換過程中水分散性量子點(diǎn)膠體不穩(wěn)定和不能長(zhǎng)期保存，水分散性量子點(diǎn)的水合粒徑較大，水分散性量子點(diǎn)修飾效果不理想的問題，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。而且，該法適用于多種類型的量子點(diǎn)，如CdSe、CdZnSeS、Ag₂Te和PbS量子點(diǎn)的水分散性化。

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：油溶性量子點(diǎn)水分散的氟硼酸鹽相轉(zhuǎn)移法，包括如下步驟：

步驟1、將油性量子點(diǎn)溶于非極性有機(jī)溶劑中配制成A溶液；

步驟2、將氟硼酸鹽溶解在非極性有機(jī)溶劑中配制成B溶液；

步驟3、將B溶液加入到A溶液中攪拌一定時(shí)間后進(jìn)行離心，丟棄上清液；

步驟4、將步驟3中得到的沉淀重新分散在極性溶劑中，再次離心收集上清液即得水分散性的量子點(diǎn)。

作為優(yōu)選的，所述步驟1中，油溶性量子點(diǎn)為CdSe、CdZnSeS、Ag₂Te，PbS中的一種；

非極性有機(jī)溶劑為正己烷、環(huán)己烷、二氯甲烷中的一種；

A溶液的濃度為0.5mg/mL-10mg/mL。

作為優(yōu)選的，步驟2中，氟硼酸鹽為四氟硼酸亞硝、4-硝基苯重氮四氟硼酸鹽、4-溴苯重氮四氟硼酸鹽的一種；