一种锌、银共掺杂硫化镉量子点的制备方法

文档序号:10483442阅读:352来源:国知局
一种锌、银共掺杂硫化镉量子点的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种锌、银共掺杂硫化镉量子点的制备方法。其特征在于:以Zn(CH3COO)2·2H2O为锌源,以AgNO3溶液为银源,以CdCl2·2.5H2O为镉源,搅拌均匀,得到混合溶液,在氮气保护下,用谷胱甘肽(GSH)作为稳定剂,在碱性水溶液中,以Na2S·9H2O为硫源,水浴加热,反应得到锌、银共掺杂硫化镉量子点。该制备方法工艺简单,原料易得,能耗低,量子点粒径均匀,具有优良的水溶性,优异的电化学性能和荧光性能,荧光发射峰位可调,在荧光探针、光电转换、重金属离子检测等方面有很大的应用前景。
【专利说明】
一种锌、银共掺杂硫化镉量子点的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种新型荧光纳米半导体材料的制备技术领域,特别涉及在水相中谷胱甘肽修饰的锌、银共掺杂硫化镉量子点的制备方法。
【背景技术】
[0002]量子点(Quantum Dots)是一种新型半导体纳米材料,是20世纪90年代提出来的一个新概念。半导体量子点是由I1-VI族或II1- V族组成的纳米颗粒,由于量子尺寸效应,量子点具有产率高、发光稳定、激发光谱宽、发射光谱窄、荧光可调谐等特性。
[0003]CdS量子点是一种重要的半导体材料,具有良好的电化学和光学特性,在生物检测、太阳电池和生物标记等领域有着广泛的应用前景。目前,CdS量子点的制备方法主要采用有机合成法,该方法反应条件苛刻、试剂昂贵、原料有毒等缺点。采用巯基乙酸作为包覆剂,可以在水相中合成量子点,缺点是巯基乙酸具有毒性;用谷胱甘肽修饰量子点的表面,谷胱甘肽无毒,缺点是荧光性能一般。CdS量子点掺杂金属离子后,掺杂离子在量子点内部形成的能级为电子和空穴提供了新的复合中心,导致出现新的荧光发射,从而调控荧光发射波长,提高其荧光效率和稳定性。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种锌、银共掺杂硫化镉量子点的水相制备方法。该量子点水溶性好,量子点的粒径均匀,荧光和电化学性能都很优良。
[0005]为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
本发明的一种锌、银共掺杂硫化镉量子点,锌离子和镉离子的摩尔比例为0.01:1 ~
0.2:1;银离子和镉离子的摩尔比例为0.005:1 ~ 0.05:1。
[0006]一种锌、银共掺杂硫化镉量子点的制备方法,具体步骤如下:
(1)配置镉离子溶液,加入适量的锌、银离子,磁力搅拌均匀;
(2)用去离子水配置谷胱甘肽(GSH)溶液、NaOH溶液和Na2S.9H20溶液;
(3)在氮气保护下,将表面修饰剂谷胱甘肽(GSH)滴加入到步骤(I)溶液中,磁力搅拌均匀;
(4)用NaOH溶液调节步骤(3)溶液的pH值,缓慢加入Na2S.9Η20溶液,磁力搅拌均匀;
(5)将步骤(4)溶液在水浴中反应一段时间,得到锌、银共掺杂硫化镉量子点;
(6)步骤(5)溶液冷却后,加入等量的无水乙醇,析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀数次,真空干燥得到锌、银共掺杂硫化镉量子点。
[0007]步骤(I)中,配置的离子溶液是以Zn (CH3COO) 2.2Η20为锌源,以AgNO3溶液为银源,以 CdCl2.2.5Η20 为镉源。
[0008]步骤(I)中,锌离子的摩尔浓度为0.01 ~ 0.05 mol/L,镉离子的摩尔浓度为0.02~ 0.1 mol/L,银离子的摩尔浓度为0.005 ~ 0.05 mol/L。
[0009]步骤(2)中,将高纯氮气通入溶液中半小时,然后在氮气保护下加入GSH溶液。
[0010]本发明的主要优点是:用水相法合成锌、银共掺杂硫化镉量子点,该制备方法工艺简单,反应温度低,反应时间短;量子点粒径均匀,电化学和荧光性能都很优良;通过调节掺杂离子的比例、反应温度和时间等,得到一系列的量子点荧光发射光谱。采用对环境友好的谷胱甘肽(GSH)作为表面修饰剂,具有良好的水溶性和光谱性能,可广泛应用于荧光探针、光电转换,以及重金属离子的检测中。
【具体实施方式】
[0011]为了更详细地说明本发明的特点,下面通过具体的实施实例对本发明作进一步的阐述,而不是限制本发明的范围。
[0012]实施例1:
将50 mL摩尔浓度为0.05 mol/L的CdCl2.2.5H20溶液置于一个三口烧瓶中,加入5mL摩尔浓度为0.03 mol/L的Zn (CH3COO) 2.2H20溶液,5 mL摩尔浓度为0.005 mol/L的AgNO3溶液,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将3 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;
在氮气保护下,用摩尔浓度为0.05 mol/L的NaOH调节溶液pH值为10,继续磁力搅拌均匀;缓慢加入13 mL浓度为0.2 mol/L的Na2S.9H20溶液,继续搅拌半小时;将溶液置于80°C水浴中,反应时间为3小时,得到锌、银共掺杂硫化镉量子点水溶液。溶液冷却后,力口入等量的无水乙醇,溶液析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物3次,真空干燥得到锌、银共掺杂硫化镉量子点。
[0013]实施例2:
将30 mL摩尔浓度为0.06 mol/L的CdCl2.2.5H20溶液置于一个三口烧瓶中,加入2 mL摩尔浓度为0.05 mol/L的Zn (CH3COO) 2.2H20溶液,3 mL摩尔浓度为0.01 mol/L的AgNO3溶液,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将8 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;
在氮气保护下,用摩尔浓度为0.05 mol/L的NaOH调节溶液pH值为11.8,继续磁力搅拌均匀;缓慢加入25 mL浓度为0.08 mol/L的Na2S.9H20溶液,继续搅拌半小时;将溶液置于70°C水浴中,反应时间为5小时,得到锌、银共掺杂硫化镉量子点水溶液。溶液冷却后,加入等量的无水乙醇,溶液析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物3次,真空干燥得到锌、银共掺杂硫化镉量子点。
[0014]实施例3:
将50 mL摩尔浓度为0.06 mol/L的CdCl2.2.5H20溶液置于一个三口烧瓶中,加入5 mL摩尔浓度为0.03 mol/L的Zn (CH3COO) 2.2H20溶液,2 mL摩尔浓度为0.03 mol/L的AgNO3溶液,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将10 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;
在氮气保护下,用摩尔浓度为0.08 mol/L的NaOH调节溶液pH值为9,继续磁力搅拌均匀;缓慢加入25 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S.9H20溶液,继续搅拌半小时;将溶液置于90°C水浴中,反应时间为I小时,得到锌、银共掺杂硫化镉量子点水溶液。溶液冷却后,力口入等量的无水乙醇,溶液析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物3次,真空干燥得到锌、银共掺杂硫化镉量子点。
[0015]实施例4:
将20 mL摩尔浓度为0.08 mol/L的CdCl2.2.5H20溶液置于一个三口烧瓶中,加入
2mL摩尔浓度为0.05 mol/L的Zn(CH3COO)2.2H20溶液,I mL摩尔浓度为0.05 mol/L的AgNO3溶液,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将6 ml摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;
在氮气保护下,用摩尔浓度为0.05 mol/L的NaOH调节溶液pH值为9,继续磁力搅拌均匀;缓慢加入18 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S.9H20溶液,继续搅拌半小时;将溶液置于80°C水浴中,反应时间为3小时,得到锌、银共掺杂硫化镉量子点水溶液。溶液冷却后,力口入等量的无水乙醇,溶液析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物3次,真空干燥得到锌、银共掺杂硫化镉量子点。
【主权项】
1.一种锌、银共掺杂硫化镉量子点的制备方法,其特征在于: (1)配置镉离子溶液,加入适量的锌、银离子,磁力搅拌均匀; (2)在氮气保护下,将谷胱甘肽(GSH)溶液滴加入到步骤(I)溶液中,搅拌均匀; (3)用NaOH溶液调节步骤(2)溶液的pH值,缓慢加入Na2S.9H20溶液,搅拌均匀; (4)将步骤(3)溶液在水浴中反应一段时间,得到锌、银共掺杂硫化镉量子点; (5)步骤(4)溶液冷却后,加入适量的无水乙醇,析出沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀,真空干燥得到锌、银共掺杂硫化镉量子点。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(I)中,锌离子和镉离子的摩尔比例为0.01:1 ~ 0.2:1;银离子和镉离子的摩尔比例为0.005:1 ~ 0.05:1。
【文档编号】C09K11/56GK105838357SQ201410802360
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月23日
【发明人】胡智学, 刘欣
【申请人】南京化工职业技术学院
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