一种CdHgTe合金量子点的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种CdHgTe合金量子点的制备方法，其步骤：A、通过硼氢化钾还原碲粉制备制备碲氢化钾溶液：分别称取硼氢化钾和碲粉于带软塞的试管中，加入高纯水；B、称取CdCl2·2.5H2O晶体，溶解于高纯水中，得到氯化镉溶液；C、称取HgCl2晶体，溶解于高纯水中，得到氯化汞溶液；D、移取的巯基丙酸，加入氯化镉和氯化汞混合溶液中，用氢氧化钠溶液调节pH值；E、除去溶解氧，加入碲氢化钾溶液，继续通氮气，混合；F、原液室内光下照射，得到不同波段的CdHgTe合金量子点溶液；G、加入异丙醇提纯，冷冻干燥后得到CdHgTe合金量子点固体粉末。工艺简单，易控制。原料低廉易得，合成出的CdHgTe合金量子点粒径小，具有很好的生物相容性，可用于固定细胞的标记。
【专利说明】一种CdHgTe合金量子点的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及荧光纳米材料的合成，更具体涉及一种CdHgTe合金量子点水相室温的制备方法，合成条件温和，量子点粒径小，稳定性高，可用于固定细胞的标记。
【背景技术】
[0002]CdHgTe合金量子点因合成条件温和，具有较高的生物相容性而成为研究的热点。有机相合成的CdHgTe量子点不具备亲水性，必须通过配体交换进入水相后再应用于生物体系，其操作过程复杂，条件要求高。目前，水相合成法制备的CdHgTe量子点少见报道，由于金属汞的特殊能带隙和特殊的成核机理，高温会造成量子点团聚，而且会有纳米棒的形成，不利于进行生物标记。本发明在室温下先制备前驱体溶液，而后直接通过可见光照射辅助合成CdHgTe合金量子点，反应中不需加热，光照过程中也不用通气，极大地简化了合成工艺，节省了反应时间，克服了一般水热法合成CdHgTe量子点工艺复杂、操作繁琐且重复性差的缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是在于提供了一种光照辅助室温合成CdHgTe合金量子点的制备方法，该制备方法工艺简单，不需加热，工艺参数易控制。所用原料低廉易得，且具有很好的生物相容性，无需后处理过程即可对生物体进行荧光标记。制备出的量子点产率高，粒径小，性质稳定，波长可达近红外区。具有很好的生物相容性，可用于固定细胞的标记。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施:
一种CdHgTe合金量子点，其组成为:碲粉(Te)、氯化镉(CdCl2.2.5H20)、氯化汞(HgCl2)、巯基丙酸(MPA)，其余为超纯水。
[0005]所述的CdHgTe合金量子点中，碲粉(Te)、氯化镉(CdCl2.2.5H20)、氯化汞(HgCl2)巯基丙酸(MPA)的摩尔比率分别为0.5:1:2.4，采用室内自然光或紫外光(照度为346lux)照射，所述的溶液pH值为7.8-12。
[0006]一种CdHgTe合金量子点的制备方法，其步骤是:
A、通过硼氢化钾还原碲粉制备制备碲氢化钾溶液:分别称取0.3500g硼氢化钾(KBH4)和0.1600g碲粉(Te)于带软塞的试管中，向其中加入5mL高纯水，塞上塞子，于_4°C冰浴中反应6~8h，待黑色粉末消失，所得溶液无色透明，即为0.25mol/L的碲氢化钾溶液(KHTe)，反应方程式如下:
4KBH4 + 2Te + 7H20 — 2KHTe + K2B4O7 +14? ?
B、称取4.568gCdCl2.2.5H20晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化镉溶
液；
C、另称取5.43gHgCl2晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化汞溶液；
D、移取6mL的巯基丙酸，加入氯化镉和氯化汞混合溶液中，并用lmol/L的氢氧化钠溶液调节溶液PH值为7.8-12 ；E、通氮气于pH值为7.8-12的溶液中28 — 32 min,以除去溶解氧。迅速加入0.25mol/L的碲氢化钾溶液0.5mL,继续通氮气10-30min，使其充分混合，碲氢化钾溶液(KHTe)、氯化镉(CdCl2.2.5H20) +氯化汞(HgCl2 )、巯基丙酸的摩尔比率为0.5:1:2.4。
[0007]F、原液以及稀释1-5倍的稀释液于室内自然光下照射30-50d或紫外光(照度为346 lux)下照射20-70h，即得到不同波段的CdHgTe合金量子点溶液，并检测其荧光强度。
[0008]G、加入异丙醇提纯并于一 40°C下冷冻干燥后即得到CdHgTe合金量子点固体粉末。
[0009]本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果:
1.合成该量子点原料来源丰富，价格低廉，成本较低。
[0010]2.该制备方法工艺简单易行，合成过程中不需加热，工艺参数易控制(KHTe、CdCl2.2.5H20+HgCl2、巯基丙酸的摩尔比率为0.5:1:2.4 ;溶液pH值为7.8-12 ;后处理采用室内自然光下照射30-60d或紫外光(照度为346 lux)下照射20_70h。
[0011]3.制备出的量子点具有水溶性和生物相容性，波长可达近红外区，可直接用于固定细胞标记。
[0012]4.操作方法简单，重复性高，特别适合大规模工业生产。
【具体实施方式】 [0013]实施例1:
下面通过实施例进一步阐明本发明的突出特点，仅在于说明本发明而决不限制本发明。
[0014]一种CdHgTe合金量子点，其组成为:碲粉(Te)、氯化镉(CdCl2.2.5H20)、氯化汞(HgCl2 )巯基丙酸(MPA)，其余为水溶液。
[0015]所述的CdHgTe合金量子点中，碲粉(Te)、氯化镉(CdCl2.2.5H20)、氯化汞(HgCl2 )巯基丙酸(MPA)的摩尔比率分别为0.5:1:2.4，溶液pH值为9.5，紫外光(照度为346 lux)照射60h。
[0016]一种CdHgTe合金量子点的光照辅助室温制备方法，其步骤是:
1.通过硼氢化钾还原碲粉制备制备碲氢化钾溶液:分别称取0.3500g硼氢化钾(KBH4)和0.1600g碲粉(Te)于带软塞的试管中，向其中加入5mL高纯水，塞上塞子，于_4°C冰浴中反应6或7或8h，待黑色粉末消失，所得溶液无色透明，即为0.25mol/L的碲氢化钾溶液(KHTe)，反应方程式如下:
4KBH4 + 2Te + 7H20 — 2KHTe + K2B4O7 +14? ?
2.称取4.568gCdCl2.2.5H20晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化镉溶
液；
3.另称取5.43gHgCl2晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化汞溶液，移取2ml融入氣化铺溶液中；
4.移取6mL的巯基丙酸(0.lmol/L)，加入到氯化镉和氯化汞(Cd:Hg=99:l)混合溶液中，并用lmol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为9.5 ;
5.通氮气于pH9.5的溶液中30min，以除去溶解氧。迅速加入0.25mol/L的碲氢化钾溶液0.5mL,继续通氮气10或15或20或23或27或30min，使其充分混合，KHTe、CdCl2.2.5H20+HgCl2、巯基丙酸的摩尔比率为0.5:1:2.4。
[0017]6.原液于紫外光照55h，即得到600或610或620nm波段的CdHgTe合金量子点溶液。
[0018]7.加入异丙醇提纯并冷冻干燥后即得到CdHgTe合金量子点固体粉末。
[0019]实施例2:
一种CdHgTe合金量子点，其组成为:碲粉(Te)、氯化镉(CdCl2.2.5Η20)、氯化汞(HgCl2)巯基丙酸(ΜΡΑ)，其余为水溶液。
[0020]所述的CdHgTe合金量子点中，碲粉(Te)、氯化镉(CdCl2.2.5Η20)、氯化汞(HgCl2 )巯基丙酸(MPA)的摩尔比率分别为0.5:1:2.4，溶液pH值为11.4，室内自然光照射50d。
[0021]一种CdHgTe合金量子点的光照辅助室温制备方法，其步骤是:
1.通过硼氢化钾还原碲粉制备制备碲氢化钾溶液:分别称取0.3500g硼氢化钾(KBH4)和0.1600g碲粉(Te)于带软塞的试管中，向其中加入5mL高纯水，塞上塞子，于_4°C冰浴中反应6或7或8h，待黑色粉末消失，所得溶液无色透明，即为0.25mol/L的碲氢化钾溶液KHTe ；
2.称取4.568gCdCl2.2.5H20晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化镉溶
液；
3.另称取5.43gHgCl2晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化汞溶液，移取4mI融入氣化铺溶液中；
4.移液管移取6mL的巯基丙酸(0.lmol/L)，加入到氯化镉和氯化汞(Cd:Hg=98:2)混合溶液中，并用lmol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为11.4 ;
5.通氮气于pHll.4的溶液中30min，以除去溶解氧。迅速加入0.25mol/L的碲氢化钾溶液0.5mL，继续通氮10-30min，使其充分混合，KHTe、CdCl2.2.5H20+HgCl2、巯基丙酸的摩尔比率为0.5:1:2.4。
[0022]6.原液于室内自然光下照射35d，即得到620_660nm波段的CdHgTe合金量子点溶液。
[0023]7.加入异丙醇提纯并冷冻干燥后即得到CdHgTe合金量子点固体粉末。
[0024]实施例3:
一种CdHgTe合金量子点的光照辅助室温制备方法，其步骤是:
1.通过硼氢化钾还原碲粉制备制备碲氢化钾溶液:分别称取0.3500g硼氢化钾(KBH4)和0.064g碲粉(Te)于带软塞的试管中，向其中加入4mL高纯水，塞上塞子，于_4°C冰浴中反应6或7或8h，待黑色粉末消失，所得溶液无色透明，即为0.25mol/L的碲氢化钾溶液(KHTe)；
2.称取4.568gCdCl2.2.5H20晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化镉溶
液；
3.另称取5.43gHgCl2晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化汞溶液，移取20ml融入80ml氣化铺溶液中；
4.移取3mL的巯基丙酸(0.lmol/L),加入氯化镉和氯化萊(Cd:Hg=4:1)混合溶液中，并用lmol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为9 ;
5.通氮气于pH9的溶液中30min，以除去溶解氧。迅速加入0.125mol/L的碲氢化钾溶液0.5mL，继续通氮气10或16或19或23或26或30min，使其充分混合，KHTe、CdCl2.2.5H20+HgCl2、巯基丙酸的摩尔比率为0.5:1:2.4。
[0025]6.原液于紫外光(照度为346 lux)下照射20_50h，即得到650_720nm波段的CdHgTe合金量子点溶液。
[0026]7.加入异 丙醇提纯并冷冻干燥后即得到CdHgTe合金量子点固体粉末。
【权利要求】
1.一种CdHgTe合金量子点的制备方法，其步骤是: 通过硼氢化钾还原碲粉制备制备碲氢化钾溶液:分别称取0.3500g硼氢化钾和.0.1600g碲粉于带软塞的试管中，加入5mL高纯水，塞上塞子，于_4°C冰浴中反应6~8h，待黑色粉末消失，所得溶液无色透明，为0.25mol/L的碲氢化钾溶液，反应方程式如下:
4KBH4 + 2Te + 7H20 — 2KHTe + K2B4O7 +14? ? 称取4.568gCdCl2.2.5H20晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化镉溶液； 另称取5.43gHgCl2晶体，溶解于200mL高纯水中，得到0.lmol/L氯化汞溶液； 移取6mL的巯基丙酸,加入氯化镉和氯化汞混合溶液中，并用lmol/L的氢氧化钠溶液调节溶液PH值为7.8-12 ； 通氮气于pH值为7.8-12的溶液中28 - 32 min,以除去溶解氧，加入0.25mol/L的碲氢化钾溶液0.5mL，继续通氮气10-30min，使其充分混合，碲氢化钾溶液、氯化镉+氯化汞、巯基丙酸的摩尔比率为0.5:1:2.4 ; 原液以及稀释1-5倍的稀释液于室内自然光下照射30-50d或紫外光下照射20-70h，得到不同波段的CdHgTe合金量子点溶液； 加入异丙醇提纯，并于一 40°C下冷冻干燥后，得到CdHgTe合金量子点固体粉末。
【文档编号】C09K11/89GK103992798SQ201410257304
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】周培疆, 刘西京, 詹红菊 申请人:武汉大学