一种基于长寿命复合量子点的荧光编码微球及其制备方法_4

文档序号:9300201阅读:来源:国知局
应时间的延长,产物量子点的粒径 增大,由于反应体系中镉离子是过量的,所以随着反应时间的延长,单个量子点中镉离子的 摩尔量增加,而铜离子掺杂摩尔量固定不变,导致产物中铜离子的掺杂浓度降低。
[0104] 图4为实施例1~3制备的第一量子点的光致发光(PL)光谱,激发波长为480nm。 由图4可知,实施例1~3制备的第一量子点的发射波长在分别在760nm、840nm和910nm附 近,在近红外区域的可调控性强;而且随着反应时间的延长,产物量子点的发射波长红移, 这是因为随着反应时间延长,量子点的粒径增大,受量子限域效应相应减弱,同时,铜离子 掺杂位点在禁带区域作为电子受体大大降低量子点的带隙能,从而导致发射光谱红移。
[0105] 图5为实施例1~3制备的第一量子点的荧光寿命衰减曲线。
[0106] 通过公式
进行拟合,平均荧光寿命τ用公式 进行计算,其中,T1为时间常数,&1表示权重,拟合结果见表1。由表
1可知,实施例1~3制备的第一量子点的平均荧光寿命约1微秒,荧光衰减中的快成分来 自CdTe/CdS带隙发射,慢成分来自于铜掺杂能级发射。说明铜离子掺杂引入的掺杂能级对 于第一量子点的荧光寿命的延长起着至关重要的作用。
[0107] 表1实施例1~3制备的第一量子点的荧光衰减参数
[0108]
[0109] 实施例4
[0110] 第一量子点的制备方法,具体包括以下步骤:
[0111] (1)新制NaHTe溶液:将摩尔比为3:1的NaBH4和Te粉溶解于超纯水中,室温反应 6. 5小时,得到NaHTe溶液;
[0112] (2)CdTe核的制备:将摩尔比为I :1. 6的Cd(CH3COO)2和巯基乙酸溶于30mL超纯 水中配制成混合溶液A,所述混合溶液A中Cd2+浓度为0. 025mol/L ;然后将所述混合溶液A 转移到50mL三口烧瓶中,用NaOH溶液调节pH为11,向所述三口烧瓶中通入氮气除氧lh,加 入新制NaHTe溶液100 μ L,于4°C保存20小时。加入60mL乙醇,用10000r/min离心15min, 重复离心、醇洗三次,真空干燥后得到CdTe核粉末;
[0113] (3)第一量子点的合成:
[0114] (a)将摩尔比为1 :2的Cd(CH3COO)2和巯基乙酸溶于超纯水中配制成混合溶液B, 备用;所述混合溶液B中Cd2+浓度为0. 75mol/L ;
[0115] (b)取0. 02g步骤(2)制备的CdTe粉末溶于IOmL超纯水作为反应基液,加入到 50ml三口烧瓶中,用NaOH溶液调节反应基液的pH为10. 5 ;开启干式金属浴的磁力搅拌和 加热按钮,先往所述三口烧瓶中加入40 μ L步骤(a)所述的混合溶液B,90°C加热30min ;再 向所述三口烧瓶中加入600 μ L步骤(a)所述的混合溶液B,95 °C加热4h ;之后向所述三口 烧瓶中加入1000 μ L步骤(a)所述的混合溶液B和3 μ L Cu2+浓度为0. lmol/L的Cu (NO3)2溶液,95°C加热120min,自然冷却至室温后,即得第一量子点溶液,所述第一量子点溶液经 10000转/分高速离心、乙醇洗涤数次,然后真空干燥处理后便得到所述第一量子点。
[0116] 本实施例制备的第一量子点采用电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)进行元素分 析,测得CdS: Cu中Cu2+的掺杂摩尔分数为2. 0%。
[0117] 通过高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)观测本实施例制得的第一量子点的尺寸为 5. 8nm,壳的厚度为2nm,CdTe核的尺寸为I. 8nm。
[0118] 实施例5
[0119] 第一量子点的制备方法,具体包括以下步骤:
[0120] (I)新制NaHTe溶液:将摩尔比为6:1的KBH4和Te粉溶解于超纯水中,室温反应 4小时,得到KHTe溶液;
[0121] (2)CdTe核的制备:将摩尔比为1 :2的0(^04和巯基乙酸溶于30mL超纯水中配制 成混合溶液A,所述混合溶液A中Cd2+浓度为0. 035mol/L ;然后将所述混合溶液A转移到 50mL三口烧瓶中,用KOH溶液调节pH为10. 5,向所述三口烧瓶中通入氩气除氧lh,加入新 制KHTe溶液125 μ L,于8°C保存24小时。加入60mL乙醇,用10000r/min离心15min,重复 离心、醇洗三次,真空干燥后得到CdTe核粉末;
[0122] (3)第一量子点的合成:
[0123] (a)将摩尔比为1 :2的CdSO4和巯基乙酸溶于超纯水中配制成混合溶液B,备用; 所述混合溶液B中Cd2+浓度为0· lmol/L ;
[0124] (b)取0. 03g步骤(2)制备的CdTe粉末溶于IOmL超纯水作为反应基液,加入到 50ml三口烧瓶中,用KOH溶液调节反应基液的pH为11 ;开启干式金属浴的磁力搅拌和加热 按钮,先往所述三口烧瓶中加入40 μ L步骤(a)所述的混合溶液B,90°C加热30min ;再向所 述三口烧瓶中加入1000 μ L步骤(a)所述的混合溶液B,KKTC加热4h ;之后向所述三口烧 瓶中加入2000 μ L步骤(a)所述的混合溶液B和1 μ L Cu2+浓度为0. 2mol/L的Cu (NO3)2溶 液,KKTC加热90min,自然冷却至室温后,即得第一量子点溶液,第一量子点溶液经10000 转/分高速离心、乙醇洗涤数次,然后真空干燥处理后便得到所述第一量子点。
[0125] 本实施例制备的第一量子点采用电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)进行元素分 析,测得CdS: Cu中Cu2+的掺杂摩尔分数为0. 5%。
[0126] 通过高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)观测本实施例制得的第一量子点的尺寸为 10. 2nm,CdTe核的尺寸为2. 2nm,壳的厚度为4nm。
[0127] 实施例6
[0128] -种基于长寿命复合量子点的荧光编码微球的制备方法,包括以下步骤:
[0129] 按照实施例1的制备方法制备发射波长为700nm的CdTe/CdS:Cu量子点,将该 CdTe/CdS:Cu量子点溶于磷酸盐缓冲液(pH=6. 8)中得到浓度为2. 0g/L的CdTe/CdS:Cu 量子点磷酸盐溶液,将CdTe/CdS(发射波长为700nm,CdTe/CdS量子点的制备方法参考 DengjZ. ;Schulz,0. ;Lin, S. ;Ding,B. ;Liu,X. ;ffei,X. ;Ros,R. ;Yan,H. ; Liuj Y. Aqueous Synthesis of Zinc-Blende CdTe/CdS Magic-Core/Thick-Shell Tetrahedral Shaped Nanocrystals with Emission Tunable to Near-Infrared, Journal of the American Chemical Society2010, 132, 5592.)溶于磷酸盐缓冲液(pH=6. 8)中得到浓度为2. Og/L的 CdTe/CdS量子点磷酸盐溶液,将20微升CdTe/CdS: Cu量子点磷酸盐溶液和20微升的CdTe/ CdS量子点磷酸盐溶液加入到20微升琼脂糖微球水溶液中(购买于Sigma-Aldrich,琼脂糖 微球水溶液中琼脂糖微球的质量百分数为6%)中,静置沉淀3分钟,除去上清液,用磷酸盐 缓冲液清洗数次,得到基于长寿命复合量子点的荧光编码微球。
[0130] 实施例7
[0131] -种基于长寿命复合量子点的荧光编码微球的制备方法,包括以下步骤:
[0132] 将实施例1制备得到的CdTe/CdS: Cu量子点(发射波长为760nm)溶于磷酸盐缓冲 液中得到浓度为2. 0g/L的CdTe/CdS:Cu量子点磷酸盐溶液,将20微升CdTe/CdS:Cu量子 点磷酸盐溶液和20微升浓度为2. 0g/L的CdTe/CdS (发射波长为700nm)量子点磷酸盐溶 液加入到20微升琼脂糖微球水溶液中,静置沉淀5分钟,除去上清液,得到基于长寿命复合 量子点的荧光编码微球。
[0133] 图6为实施例7制备的基于长寿命复合量子点的突光编码微球的突光成像图; 从图中可以看出荧光为红色,基于长寿命复合量子点的荧光编码微球的粒径大小为50~ 100 μ m〇
[0134] 图7为实施例7制备的基于长寿命复合量子点的荧光编码微球的发射光谱图,激 发波长为480nm,"4"是第二量子点(CdTe/CdS量子点)的发射波长,为700nm,"3"是第一 量子点(CdTe/CdS:Cu量子点)的发射波长,为760nm。
[0135] 图8为实施例7制备的基于长寿命复合量子点的荧光编码微球的荧光寿命图(通 过荧光寿命显微镜(FUM)测试得到),纵坐标为光子数(103),从图中可以看出,基于长寿 命复合量子点的突光编码微球中的第一量子点的寿命为1微秒左右,第二量子点的寿命为 200纳
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1