专利名称:一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法
技术领域:
本发明属CdTe荧光量子点的制备领域,特别是涉及一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法。
背景技术:
近年来,半导体荧光量子点的研究受到了普遍关注,主要是其独特的发光性能及潜在的应用价值。与传统有机荧光染料相比,半导体量子点呈现出吸收光谱宽而连续,具有良好的发光稳定性,它可以经受反复多次激发而不易发生光漂白。由于这些优异特性,半导体量子点在生物标记、生物检测、生物探针及传感器等领域展示了广泛的应用前景。 目前量子点的合成方法主要可归结为三大类 一种是在高温有机合成法,如CdSe, InAs等,[Guang S.H.etc.Appl.Phys丄ett.90.2007, 181108: 1-4]。 此类方法主要优点是得到的荧光纳米材料具有几乎完美的晶体结构及较窄的粒径分布,且分散均匀等;其不利因素是反应时需要在高温条件下进行,且毒性大,并且所用试剂价格昂贵,限制了荧光纳米材料在生物检测、生物标记等领域的应用。另类方法是水相合成法,如利用巯基乙酸做稳定剂来制备CdTe量子点等,[ErboY.etc.plosone.2008, 3: 1-7]。 其优点是成本低、合成方法简单;但此种方法也有明显缺点,如易聚集,分散性差等缺点。第三类方法是反胶束法。[J.Phy.Organic.Chem, 2006, 19 : 219-227]此方法制备的纳米粒子小,粒径可控。但此方法制备的量子点易发生粒子团聚。因此,寻求一种制备CdTe量子点的新方法,提高量子点的分散性及发光稳定性,有着重要意义。 通过综合有机相和水相两相界面反应制备量子点,兼顾有机相和水相合成方法的优点,可以制备出性能优异的量子点。目前已有报道,通过界面反应可以制备出发光量子点CdS[AlexanderN.K.etc.Opt.Mate., 2008, 30: 1304-1309]。到目前为止,尚未见到有关如何用液液法制备CdTe荧光量子点的报道。本发明中通过两种反应物在油水两相界面反应,最终在油相生成CdTe量子点,其量子效率高、粒径分布窄、单分散性好、合成方法简单、温度要求低、成本较小。这诸多优点为CdTe量子点在生命科学、分析科学、材料科学、免疫医学、检验检疫等传统及新兴领域的应用打下了良好的基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,该方法在低温下油水两相界面进行,操作简单方便,温度要求低,重复性好,成本低,保存时间长;且制备的CdTe量子点量子效率可达70.2%、粒径分布窄、单分散性好等优势。本发明的一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,包括(1)将0.15M的CdCl2 '2.51120溶液与0.1M的NaOH溶液(CdCl2 '2.51120与NaOH
的摩尔比为l : 2)混合,加入油酸及C6H5CH3,得到含Cd2+的C6H5CH3溶液A ;
(2)将Te粉和NaBH4按摩尔比1 : 3混合,加入去离子水和甲醇的混合液,反 应得到浅红色的NaHTe的水溶液B,其中,Te粉与混合液的比例质量体积比为0.02 0.025g : lmL,去离子水与甲醇的体积比为2 2.2 : 1; (3)将溶液A与溶液B按体积比10 : l混合,反应温度在60 7(TC,反应时间
为18 20h,即得溶于有机相的CdTe荧光量子点。所述步骤(1)中的油酸与0^5013的体积比为1 : 10。所述步骤(l)中的CdCl2'2.5H2O与C6H5CH3的摩尔体积比为0.001mo1 : 10mL。 所述步骤(2)中的去离子水与甲醇的体积比为2 : 1。所述步骤(2)中的Te粉与混合液的比例质量体积比为0.0250g : lmL。 所述步骤(2)中的反应时间为20h。 有益效果 (l)本发明的制备方法在低温下油水两相界面进行,操作简单方便,温度要求 低,重复性好,成本低,保存时间长; (2)本发明制备的CdTe量子点量子效率可达70.2% (以罗丹明(Rdm560)水溶液 在其激发波长400nm处紫外吸收为0.1时的发射强度为基准计算)、粒径分布窄、单分散 性好等优势。
图1是实施例1液液法制备CdTe荧光 2.1腿;图2是实施例1液液法制备CdTe荧光 晶型的CdTe的标准峰位一致; 图3是实施例2液液法制备CdTe荧光量子点分别在lh 的紫外吸收图; 图4是实施例2液液法制备CdTe荧光量子点分别在lh 的荧光强度图; 图5是实施例3中水与甲醇的体积比分别为1 的条件下液液法制备CdTe荧光量子点的紫外吸收图;
图6是实施例3中水与甲醇的体积比分别为1 的条件下液液法制备CdTe荧光量子点的荧光强度图; 图7是实施例4中Te粉和NaBH4加入量分别为(0.0125gTe粉和O.OlgNaBH. 0.0187gTe和0.015gNaBH4 ; 0.0250gTe粉和0.02gNaBH4 ; 0.0375Te和0.03gNaBH 0.05gTe和0.04gNaBH4)的条件下液液法制备CdTe荧光量子点的紫外吸收图;
图8是实施例4中Te粉和NaBH4加入量分别为(0.0125gTe粉和O.OlgNaBH. 0.0187gTe和0.015gNaBH4 ; 0.0250gTe粉和0.02gNaBH4 ; 0.0375Te和0.03gNaBH 0.05gTe和0.04gNaBH4)的条件下液液法制备CdTe荧光量子点的荧光强度图。
:子点的透射电镜图,粒子平均粒径约为 子点的X射线衍射图,衍射峰位与立方 2h ; 4h ; 8h ; 10h ; 20h 2h ; 4h ; 8h ; 10h ; 20h 0, 3 ! 1, 2 ! 1, 1 ! 1, 1 ! 2 0, 3 ! 1, 2 ! 1, 1 ! 1, 1 ! 具体实施例方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1(1)将6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液与19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合,
加入表面活性剂油酸lmL及10mLC6H5CH3,得到含Cd2+的C6H5CH3溶液;(2)0.0250gTe粉和0.02gNaBH4加入到两口瓶中,加入去离子水和甲醇(水与甲醇
的体积比为2 : l)的混合液lmL,反应得到浅红色的NaHTe的水溶液;(3)将(1)中所得油溶液与(2)所得的水溶液按10 : 1的体积比混合,于6(TC反
应20h,得到溶于有机相的CdTe荧光量子点。 实施例2(1)将6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液与19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合,
加入表面活性剂油酸lmL及10mLC6H5CH3,得到含Cd2+的C6H5CH3溶液;(2)0.0250gTe粉和0.02gNaBH4加入到两口瓶中,加入去离子水和甲醇(水与甲醇
的体积比为2 : l)的混合液lmL,反应得到浅红色的NaHTe的水溶液;(3)将(1)中所得油溶液与(2)所得的水溶液按10 : 1的体积比混合,于6(TC反
应20h,分别测定反应lh、 2h、 4h、 8h、 10h、 20h的量子点的光学性能。 由图3和图4可知,当反应时间控制在20h时,量子点的紫外吸收峰最尖锐,荧
光强度最强。随着反应时间的延长,吸收与发射波长都产生了红移,说明随着反应时间
的延长,量子点的粒径在增大。 实施例3(1)将6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液与19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合,
加入表面活性剂油酸lmL及10mLC6H5CH3,得到含Cd2+的C6H5CH3溶液;(2)0.0250gTe粉和0.02gNaBH4加入到两口瓶中,加入去离子水和甲醇(水与甲醇
体积比分别为i : 0, 3 : 1, 2 : 1, 1 : 1, 1 : 2)的混合液imL,反应得到浅红色的
NaHTe的水溶液; (3)将(1)中所得油溶液与(2)所得的水溶液按10 : 1的体积比混合,于6(TC反应20h,得到溶于有机相的CdTe荧光量子点。 由图5和图6可知,当水与甲醇的混合体积比为2 : l时,量子点的荧光强度最强。 实施例4(1)将6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液与19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合,加入表面活性剂油酸lmL及10mLC6H5CH3,得到含Cd2+的C6H5CH3溶液;
(2)选择(0.0125gTe粉禾口 0.01gNaBH4 ; 0.0187gTe和0.015gNaBH4 ; 0.0250gTe粉和0.02gNaBH4 ; 0.0375Te和0.03gNaBH4 ; 0.05gTe和0.04gNaBH4)五个对照组分别加入到五个两口瓶中,加入去离子水和甲醇(水与甲醇的体积比为2 : l)的混合液lmL,反应得到浅红色的NaHTe的水溶液; (3)取五组相同的(1)中所得的油溶液分别与(2)所得的五个对照组的水溶液,按10 : l的体积比混合,于6(TC反应20h,得到溶于有机相的CdTe荧光量子点。
由图7和图8可知,当Te粉和NaBH4的质量控制在0.0250g和0.02g时,紫外
激子吸收峰最明显,荧光强度最强。
权利要求
一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,包括(1)将0.15M的CdCl2·2.5H2O溶液与0.1M的NaOH溶液混合,加入油酸及C6H5CH3,得到含Cd2+的C6H5CH3溶液A,其中,CdCl2·2.5H2O与NaOH的摩尔比为1∶2;(2)将Te粉和NaBH4按摩尔比1∶3混合,加入去离子水和甲醇的混合液,反应得到浅红色的NaHTe的水溶液B,其中,Te粉与混合液的比例质量体积比为0.02~0.025g∶1mL,去离子水与甲醇的体积比为2~2.2∶1;(3)将溶液A与溶液B按体积比10∶1混合,反应温度在60~70℃,反应时间为18~20h,即得溶于有机相的CdTe荧光量子点。
2. 根据权利要求1所述的一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,其特征在 于所述步骤(l)中的油酸与CeHsCH3的体积比为1 : 10。
3. 根据权利要求1所述的一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,其特征在 于所述步骤(1)中的CdCl2 2.5H20与C6H5CH3的摩尔体积比为O.OOlmol : 10mL。
4. 根据权利要求1所述的一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,其特征在 于所述步骤(2)中的去离子水与甲醇的体积比为2 : 1。
5. 根据权利要求1所述的一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,其特征在 于所述步骤(2)中的Te粉与混合液的比例质量体积比为0.0250g : lmL。
6. 根据权利要求1所述的一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,其特征在 于所述步骤(2)中的反应时间为20h。
全文摘要
本发明涉及一种低温液液法制备CdTe荧光量子点的方法,包括(1)将CdCl2·2.5H2O溶液与NaOH溶液(CdCl2·2.5H2O与NaOH摩尔比为1∶2)混合,加入表面活性剂及C6H5CH3,得到含Cd2+的C6H5CH3溶液A;(2)将Te粉和NaBH4混合均匀,加入去离子水和甲醇的混合液,反应得到浅红色的NaHTe的水溶液B;(3)将溶液A与溶液B混合后,于60~70℃反应时间为18~20h,即得溶于有机相的CdTe荧光量子点。该方法在低温下油水两相界面进行,操作简单方便,温度要求低,重复性好,成本低,保存时间长;且制备的CdTe量子点量子效率可达70.2%、粒径分布窄、单分散性好等优势。
文档编号C09K11/88GK101691211SQ20091019740
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者倪似愚, 周兴平, 王朋 申请人:东华大学