本發(fā)明涉及一種常溫常壓制備硫化銀量子點的方法；屬于半導體納米材料制備領域。

背景技術：

半導體量子點(semiconductorquantumdot)又可稱為半導體納米微晶體(semiconductornanocrystal)，是一種由ii-vi族或iii-v族元素組成的穩(wěn)定的、溶于水的、尺寸在2～20nm之間的納米晶粒，半導體量子點在照明、顯示器、激光器以及生物熒光標記等領域都有著十分重要的應用。在量子點中，載流子在三個維度上都受到勢壘約束而不能自由運動根據(jù)量子力學分析，量子點中的載流子在三個維度方向上的能量都是量子化的，其態(tài)密度分布為一系列的分立函數(shù)，類似于原子光譜性質，因而人們往往也把量子點稱之為“人工原子”控制量子點的幾何形狀和尺寸可改變其電子態(tài)結構，實現(xiàn)量子點器件的電學和光學性質的“剪裁”，是目前“能帶工程”設計的一個重要組成部分，也是國際研究的前沿熱點領域。

硫化銀(ag2s)作為典型的二元半導體，其帶隙較窄，僅為1.1ev，與之相對應的具有近紅外吸收熒光的性質，而且由于其本身的低毒性而在生物熒光標記方面有著較好的應用前景。但是，同常見的ii-vi、iii-v族或者iv-vi族量子點相比，合成ag2s量子點的相關工作比較少，而且目前所制備出的量子點普遍發(fā)光性質較差，合成工藝較復雜(一種硫化銀量子點的制備方法-201210384998.0)。隨著合成技術的發(fā)展，在2010年wang小組報道了使用單元有機前體熱分解法制備尺寸在5nm以上的ag2s量子點(j.am.chem.soc.2010,132,1470)，并且該方法合成的ag2s量子點具有近紅外光學性質，只是該方法需要200℃以上的高溫，制備的粒子熒光量子效率比較低，且吸收光譜并不明顯。

目前ag2s量子點合成方面還存在著許多問題，前人已經(jīng)做出了很多突破；但是，現(xiàn)有的合成方法多數(shù)需要較苛刻的實驗條件，例如操作過程復雜，操作溫度高，能耗大，價格昂貴等等。因此，對于建立新的操作簡便、成本低廉、可大量生產(chǎn)的合成ag2s量子點的方法，對于納米晶合成以及相關材料應用領域有著十分重要的意義。經(jīng)檢索，關于常溫常壓制備硫化銀量子點的方法未見報道。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中ag2s量子點的合成方法多數(shù)需要較苛刻的實驗條件的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種常溫常壓制備硫化銀量子點的方法。

本發(fā)明所述常溫常壓制備硫化銀量子點的方法，步驟是：

①ag2o納米顆粒的制備：將agno3粉末加入去離子水中，使其濃度達到1g/l～10g/l，攪拌，超聲分散30±5min使agno3完全溶解，并在50w、40khz超聲條件下，滴加濃度為0.05～0.5m的naoh溶液使所得硝酸銀水溶液的ph＝14；過濾，收集產(chǎn)物，洗滌，70±2℃下干燥10h～20h，得到棕色的粉末即為ag2o納米顆粒；

②硫化銀量子點的合成：將制得的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，使其濃度達到0.1g/l～5g/l，磁力攪拌10±5min，然后按照s與o的摩爾比為8:1～2:1的量，向該溶液中滴加濃度為0.001～0.1mol/l的na2s溶液，繼續(xù)攪拌12h～24h，超聲分散30±5min，離心，收集產(chǎn)物，洗滌，即制得硫化銀量子點。

上述常溫常壓制備硫化銀量子點的方法，優(yōu)選的實施方式是：

①ag2o納米顆粒的制備：將agno3粉末加入去離子水中，使其濃度達到5g/l，攪拌，超聲分散30min使agno3完全溶解，并在50w、40khz超聲條件下，滴加濃度為0.1m的naoh溶液使所得硝酸銀水溶液的ph＝14；過濾，收集產(chǎn)物，洗滌，70℃下干燥12h，得到棕色的粉末即為ag2o納米顆粒；

②硫化銀量子點的合成：將制得的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，使其濃度達到0.2g/l，磁力攪拌10min，然后按照s與o的摩爾比為1:1的量，向該溶液中滴加濃度為0.01mol/l的na2s溶液，繼續(xù)攪拌12h，超聲分散30min，離心，收集產(chǎn)物，洗滌，即制得硫化銀量子點。

本發(fā)明所述常溫常壓方法制備的硫化銀量子點，其特征是：所述硫化銀量子點是以ag2o納米顆粒為基質，其表面被硫化制得的尺寸均一、尺寸范圍為1～10nm的ag2s量子點；其中，所述ag2o納米顆粒粒徑尺寸為50nm～100nm。

其中：所述硫化銀量子點優(yōu)選是以ag2o納米顆粒為基質，其表面被硫化制得的尺寸均一、尺寸范圍為5～8nm的ag2s量子點；其中，所述ag2o納米顆粒粒徑尺寸為50nm～80nm。

本發(fā)明公開的常溫常壓制備硫化銀量子點的方法，所述ag2s量子點在常溫常壓下，采用簡單的置換反應制備，以50～100nm的ag2o納米顆粒為基質，均勻分散在水中；按照s與o的摩爾比分別為8:1～2:1，加入一定量的硫化鈉水溶液進行表面硫化，充分反應制得；制得的ag2s量子點在紫外光條件下，具有較好的光致發(fā)光特性，在近紅外光條件下，具有較高的光熱效應。本發(fā)明所述常溫常壓方法制備的硫化銀量子點尺寸均一，方法操作簡便、成本低廉、可用于大量的合成生產(chǎn)，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為制備的ag2s量子點水分散液表觀照片。

其中：(a)及其紫外燈下該水分散液照片(b)。由圖中可以看出，紫外燈照射下，具有藍色熒光。

圖2為制備的ag2s量子點的投射電子顯微鏡(tem)照片。

圖3為制備的ag2s量子點的eds元素分析。

圖4為制備的ag2s量子點的光致發(fā)光光譜(pl)。

圖5為ag2s量子點水分散液以及純水在850nmled紅外燈下的光熱效應。

其中：在850nmled照射下，ag2s量子點水分散液的溫度增加顯著，較純水溶液溫度增加2.5℃。

具體實施方式

實施例1：

①ag2o納米顆粒的制備：將agno3粉末加入去離子水中，使其濃度達到5g/l，攪拌，超聲分散30min使agno3完全溶解，并在50w、40khz超聲條件下，滴加濃度為0.1m的naoh溶液使所得硝酸銀水溶液的ph＝14；過濾，收集產(chǎn)物，洗滌，70℃下干燥12h，得到棕色的粉末即為ag2o納米顆粒；

②硫化銀量子點的合成：將制得的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，使其濃度達到0.2g/l，磁力攪拌10min，然后按照s與o的摩爾比為1:1的量，向該溶液中滴加濃度為0.01mol/l的na2s溶液，繼續(xù)攪拌12h，超聲分散30min，離心，收集產(chǎn)物，洗滌，即制得硫化銀量子點。

將上述制得的ag2s量子點進行如下鑒定和檢測：

將所得的ag2s量子點樣品用佳能相機進行表觀照片采集，并在zf-1紫外分析儀點陣紫外燈照射下，進行照片采集(結果見圖1)。

由圖1可以看出，在紫外燈照射下，ag2s量子點樣品具有較強的光致發(fā)光特性。

將所得的ag2s量子點樣品用日本jeol公司生產(chǎn)jeol2100f型透射電子顯微鏡進行觀察(結果見圖2)。

由圖2可以看出得到的ag2s量子點尺寸均一，大小約為5nm～8nm。

將所得的ag2s量子點樣品用進行eds元素分析(結果見圖2)。

由圖3可以看出得到的ag2s量子點由元素ag以及s構成。

將所得的ag2s量子點樣品用日本hitachif-4500型熒光光譜儀測定其光致發(fā)光光譜(見圖4)。

將所得的ag2s量子點樣品水分散液，進行光熱性能測定(結果見圖5)。

由圖5可以看出，在850nmled照射下，ag2s量子點水分散液的溫度增加顯著，較純水溶液溫度增加2.5℃。

實施例2：

①ag2o納米顆粒的制備：將agno3粉末加入去離子水中，使其濃度達到1g/l，攪拌，超聲分散30min使agno3完全溶解，并在50w、40khz超聲條件下，滴加濃度為0.05mol/l的naoh溶液使所得硝酸銀水溶液的ph＝12；過濾，收集產(chǎn)物，洗滌，70℃下干燥10h，得到棕色的粉末即為ag2o納米顆粒；

②硫化銀量子點的合成：將制得的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，使其濃度達到0.1g/l，磁力攪拌10min，然后按照s與o的摩爾比為8:1的量，向該溶液中滴加濃度為0.001mol/l的na2s溶液，繼續(xù)攪拌18h，超聲分散30min，離心，收集產(chǎn)物，洗滌，即制得硫化銀量子點。

實施例3：

①ag2o納米顆粒的制備：將agno3粉末加入去離子水中，使其濃度達到3g/l，攪拌，超聲分散30min使agno3完全溶解，并在50w、40khz超聲條件下，滴加濃度為0.2mol/l的naoh溶液使所得硝酸銀水溶液的ph＝13；過濾，收集產(chǎn)物，洗滌，70℃下干燥15h，得到棕色的粉末即為ag2o納米顆粒；

②硫化銀量子點的合成：將制得的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，使其濃度達到1g/l，磁力攪拌10min，然后按照s與o的摩爾比為4:1的量，向該溶液中滴加濃度為0.04mol/l的na2s溶液，繼續(xù)攪拌16h，超聲分散30min，離心，收集產(chǎn)物，洗滌，即制得硫化銀量子點。

實施例4：

①ag2o納米顆粒的制備，采用簡單沉淀制備ag2o納米顆粒：將agno3粉末溶解在去離子水中，值得溶液的濃度為5g/l的硝酸銀水溶液，攪拌，超聲分別30±5min使其完全溶解，并在超聲(50w,40khz)條件下，滴加0.2mol/l的naoh溶液至溶液ph＝14。最后經(jīng)過濾、洗滌、70±2℃下干燥18h，得到棕色粉末即ag2o納米顆粒。

②ag2s量子點的合成，將所制備的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，制得濃度為2g/l，磁力攪拌10min，并加入0.05mol/l的na2s溶液(其中加入量按照s與o的摩爾比分別為2:1，繼續(xù)攪拌12h～24h，超聲分散30±5min，最后經(jīng)離心，洗滌，取上清液，制得ag2s量子點。

實施例5：

①ag2o納米顆粒的制備，采用簡單沉淀制備ag2o納米顆粒：將agno3粉末溶解在去離子水中，值得溶液的濃度為7g/l的硝酸銀水溶液，攪拌，超聲分別30±5min使其完全溶解，并在超聲(50w,40khz)條件下，滴加0.4mol/l的naoh溶液至溶液ph＝13。最后經(jīng)過濾、洗滌、70±2℃下干燥18h，得到棕色粉末即ag2o納米顆粒。

②ag2s量子點的合成，將所制備的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，制得濃度為4g/l，磁力攪拌10min，并加入0.08mol/l的na2s溶液(其中加入量按照s與o的摩爾比分別為1:1，繼續(xù)攪拌22h，超聲分散30±5min，最后經(jīng)離心，洗滌，取上清液，制得ag2s量子點。

實施例6：

①ag2o納米顆粒的制備，采用簡單沉淀制備ag2o納米顆粒：將agno3粉末溶解在去離子水中，值得溶液的濃度為10g/l的硝酸銀水溶液，攪拌，超聲分別30±5min使其完全溶解，并在超聲(50w,40khz)條件下，滴加0.5mol/l的naoh溶液至溶液ph＝14。最后經(jīng)過濾、洗滌、70±2℃下干燥20h，得到棕色粉末即ag2o納米顆粒。

②ag2s量子點的合成，將所制備的ag2o納米顆粒超聲分散在去離子水中，制得濃度為5g/l，磁力攪拌10min，并加入0.1mol/l的na2s溶液(其中加入量按照s與o的摩爾比分別為2:1，繼續(xù)攪拌24h，超聲分散30±5min，最后經(jīng)離心，洗滌，取上清液，制得ag2s量子點。