纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法，先使用三水醋酸铅和硫粉在油酸中制备出硒化铅纳米晶，再使用硒化铅原料，配制一份4ml的PbSe(OA)溶液，浓度为2.5mM。使用纳秒平行激光进行作用至澄清，冰浴辅助，激光参数为700V，5Hz，于室温及正常大气压下进行。再向得到的产物溶液中加入5ml乙醇，再通过离心沉淀，循环清洗后，将得到的最终产物分散在环己烷中，制得分散性良好的硒化铅量子点。本发明硒化铅量子点结晶性良好，操作方法简单，是一种新的纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法。
【专利说明】纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成砸化铅量子点的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纳米材料，尤其涉及一种纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法。
【背景技术】
[0002]硒化铅是一种重要的四六族半导体材料，具有窄的带隙(0.28ev)和大的玻尔激子半径(46nm)。硒化铅量子点光电器件、生物成像、生物检测以及光致发光设备等方面有着潜在地应用。目前硒化铅量子点的制备方法主要有有机相制备方法和水相制备方法两种，其中有机相合成方法中主要有机相合成法的优点是制备工艺较为简单、制备方法及制备的量子点种类多、可方便地控制量子点的粒径分布、且该法生产的量子点易于进行表面修饰，不足之处是有机试剂价格昂贵、毒性大、稳定性差，需要高温下操作，且所合成的量子点没有生物相容性。水相法中合成硒化铅量子点具有操作简单、重复性高、成本低、无毒性，易于引入各种官能团分子从而与生物分子直接相偶联，但此法得到量子点的荧光产率低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的，是克服现有技术合成硒化铅量子点的方法硒化铅量子点的合成工艺复杂、毒性大的缺点，提供了一种操作简便的纳秒激光诱导局部过饱和法可控制备硒化铅量子点的方法。
[0004]本发明通过如下技术方案予以实现。
[0005]一种纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法，具有如下步骤:
[0006](I)分别将10毫升0.1M的三水醋酸铅油酸溶液及10毫升0.1M的硒粉油酸溶液加热到100摄氏度并辅助搅拌，保温15分钟，制成前驱体溶液，然后将两份前驱体溶液加入到50ml容量的聚四氟乙烯的不锈钢反`应釜中；再将反应釜放入200摄氏度的炉子中，保温2个小时，反应结束后，待其冷却后，离心，干燥，贮藏，制得硒化铅纳米晶，备用；
[0007](2)使用步骤(1)制备的硒化铅原料，配制一份4ml的PbSe (OA)溶液，浓度为
2.5mM ;使用纳秒平行激光，进行作用至澄清，冰浴辅助，激光参数为700V，5Hz，于室温下及正常大气压下进行；再向得到的产物溶液中加入5ml乙醇，再通过离心沉淀，循环清洗2~3次后，将得到的最终产物分散在环己烷中，制得分散性良好的硒化铅量子点。
[0008]所述步骤(2)的反应方程式为:
[0009]PbSe (原料纳米晶)+2C18H34O2 — Pb (C18H33O2) 2+H2Se,
[0010]Pb (C18H33O2) 2+H2Se — PbSe (产物量子点)+2C18H34O2。
[0011]所述步骤(1)制得的硒化铅纳米晶粒径在50-500nm之间，纯度在99.99%以上。
[0012]所述步骤(2)使用的纳秒平行激光波长为1064nm，作用时间为60min。
[0013]所述步骤(2)离心沉淀的条件为15000r/20min。
[0014]本发明的有益效果:制备出的硒化铅量子点结晶性良好，与传统的制备方法相比，此方法具有操作方法简单、实验周期短、所用溶剂绿色环保、实验过程中只需要使用单一的无毒溶剂油酸作为溶剂与反应物、对得到的产物提纯工艺简便等优势，是一种新的纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明硫化铅量子点的透射电镜图；
[0016]图2是本发明硫化铅量子点的能谱图；
[0017]图3是本发明硫化铅量子点的粒径统计图； [0018]图4是本发明硫化铅量子点的X射线衍射图。
【具体实施方式】
[0019]本发明所用原料为分析纯试剂，具体实施例如下。
[0020](I)先分别把10毫升0.1M的三水醋酸铅油酸溶液及10毫升0.1M的硒粉油酸溶液加热到100摄氏度并辅助搅拌，保温15分钟，配制成前驱体溶液，然后将两份前驱体溶液加入到50ml容量的聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中；再把反应釜放入200摄氏度的炉子中，并保温2个小时；反应结束后，待其冷却后，离心，干燥，贮藏，以待下一步实验。
[0021](2)使用步骤(1)制备的硒化铅原料，配制一份4ml的PbSe (OA)溶液，浓度为2.5mM。使用纳秒平行激光(波长为1064nm)进行作用至澄清(60min)，冰浴辅助，激光参数为700V，5Hz，所有的实验都在室温下及正常大气压下进行。向得到的产物溶液中分别加入5ml乙醇，再通过离心(15000r/20min)沉淀，循环清洗3次后，把得到的最终产物分散在环己烷中，就得到了分散性良好的硒化铅量子点；
[0022]上述反应方程式如下:
[0023]PbSe (原料纳米晶)+2C18H34O2 — Pb (C18H33O2) 2+H2Se,
[0024]Pb (C18H33O2) 2+H2Se — PbSe (产物量子点)+2C18H34O2。
[0025]图1分别为硒化铅量子点的TEM图像，由图中可以看出由这种方法得到均匀的、具有较好形貌的硒化铅量子点。图2为硒化铅量子点的能谱，可见产物中含有硒和铅元素。图3为硒化铅量子点的选取电子衍射图，与面心立方相硒化铅符合的较好。图4为硒化铅量子点的XRD图像，说明我们得到的产物是纯净的硒化铅的晶体结构。
【权利要求】
1.一种纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法，具有如下步骤: (1)分别将10毫升0.1M的三水醋酸铅油酸溶液及10毫升0.1M的硒粉油酸溶液加热到100摄氏度并辅助搅拌，保温15分钟，制成前驱体溶液，然后将两份前驱体溶液加入到50ml容量的聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中；再将反应釜放入200摄氏度的炉子中，保温2个小时，反应结束后，待其冷却后，离心，干燥，贮藏，制得硒化铅纳米晶，备用； (2)使用步骤(1)制备的硒化铅原料，配制一份4ml的PbSe(OA)溶液，浓度为2.5mM ；使用纳秒平行激光，进行作用至澄清，冰浴辅助，激光参数为700V，5Hz，于室温下及正常大气压下进行；再向得到的产物溶液中加入5ml乙醇，再通过离心沉淀，循环清洗2~3次后，将得到的最终产物分散在环己烷中，制得分散性良好的硒化铅量子点。
2.根据权利要求1的纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法，其特征在于，所述步骤(2)的反应方程式为:
PbSe (原料纳米晶)+2C18H34O2 — Pb (C18H33O2) 2+H2Se，
Pb (C18H33O2) 2+H2Se — PbSe (产物量子点)+2C18H3402。
3.根据权利要求1的纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法，其特征在于，所述步骤(1)制得的硒化铅纳米晶粒径在50-500nm之间，纯度在99.99%以上。
4.根据权利要求1的纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法，其特征在于，所述步骤(2)使用的纳秒平行激光波长为1064nm，作用时间为60min。
5.根据权利要求1的纳秒脉冲激光诱导局部过饱和合成硒化铅量子点的方法，其特征在于，所述步骤(2)离心沉淀`的条件为15000r/20min。
【文档编号】C01B19/04GK103626139SQ201310629118
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】杜希文, 吴文天, 刘辉, 杨静 申请人:天津大学