專利名稱：利用超支化聚合物超分子納米反應器制備量子點的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化工技術領域的制備方法，具體地，涉及一種利用超支化聚 合物超分子納米反應器制備量子點的方法。
背景技術：
超支化聚合物分子呈不規(guī)則的三維準球形結構，分子中包含線性、支化和末 端結構單元，部分官能團位于分子表面，部分存在于分子內部；超支化聚合物具 有良好的溶解性，較小的溶液和熔融粘度，具有大量末端官能團和分子內空隙等 等。此外，超支化聚合物合成過程簡單，可以通過一步法合成。超支化聚合物在 藥物載體、高分子催化劑、固化劑、無溶劑涂料和聚合物加工助劑等方面具有良 好的應用前景，因此引起了高分子科學界的廣泛關注。近年來，除了在以上幾個 領域中的應用研究外，超支化聚合物也開始在聚合物封裝、超分子自組裝、功能 膜材料、納米晶體的制備等領域嶄露頭角。
經對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，目前利用超支化聚合物制備納米晶體的體系 主要分為二大類 一類是利用水溶性超支化聚合物直接制備納米晶體，Nelly P6rignon等在《Chem. Mater.》(材料化學，2004年，第16期，4856-4858頁) 報道了用超支化聚酰胺胺制備納米Au粒子；另一類是將超支化聚合物封端后在 油溶性體系中制備納米晶體，Stefan Mecking等在《隨cromolecules》(大分子， 2000年，第33期，3958 - 3960頁)報道了用十六烷基酰氯封端的超支化聚醚制 備鈀納米粒子。將超支化聚合物和長鏈脂肪酸復合后可自組裝成為兩親性的超分 子納米膠束，然而利用此超分子納米膠束在水油兩相體系中制備尺寸均一的量子 點的方法迄今未見報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用超支化聚合物超分子納 米反應器制備量子點的方法。本發(fā)明是運用"先組裝后封裝"的原理，將超支化
聚合物和長鏈脂肪酸復合后自組裝成為兩親性超分子納米膠束，然后利用此超分 子納米膠束在水油兩相體系中制備尺寸均一的量子點。由于超支化聚合物和長鏈 脂肪酸的尺寸可調性，所得超分子膠束的尺寸及形態(tài)易于控制，從而可用于制備 不同尺寸及形態(tài)的量子點。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明包括以下步驟
第一步、將脂肪酸溶解于氯仿中，然后加入端基為胺基的超支化聚合物，磁 力攪拌，制得兩親性超分子納米膠束溶液；其中脂肪酸濃度為7. 5-20毫摩爾/ 升，超支化聚合物的濃度為1到3毫克/毫升；超支化聚合物中的伯胺與脂肪酸 的摩爾比為1: 1;
第二步、往第一步中得到的兩親性超分子納米膠束溶液中加入質量體積濃度
為1. 6mg/ml的鎘前體水溶液，攪拌；鎘前體的加入量為3到8毫克；
第三步、攪拌48小時后在分液漏斗中靜置存放，分離下層氯仿溶液到反應 瓶中；
第四歩、通氮氣10到15分鐘，然后加入2毫升除氧后的Na2S水溶液到反 應瓶中，繼續(xù)通氮氣10分鐘，并在常溫下攪拌，靜置分離可得到CdS量子點的 氯仿溶液；其中Na2S水溶液的濃度為0. 39 rag/ml到1. 17mg/ml。
所述第一步中的超支化聚合物，是指端基為胺基的超支化酰胺-胺聚合物、 聚乙烯亞胺(PEI)、砜-胺聚合物或者酯-胺聚合物。
所述第一步中的脂肪酸，是指癸酸、硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸或者肉豆蔻酸。
所述第二步中的鎘前體是Cd(AC)2、 Cd(C104)2、 Cd(N0^或者CdCl2。
本發(fā)明利用端基為胺基的超支化聚合物與脂肪酸靜電復合組裝成的超分子 納米膠束具有大量的空腔和胺基，以其作為模板，可以封裝鎘前體，進而和硫離
子反應而得到CdS量子點。兩親性超分子納米膠束在此既作為納米反應器合成 CdS量子點，又作為穩(wěn)定劑對合成的CdS量子點起穩(wěn)定作用。使用本發(fā)明的方法 合成的CdS量子點具有較窄的尺寸分布和較好的穩(wěn)定性。采用該類超分子膠束制 備量子點綜合了超支化聚合物和量子點的優(yōu)點，有利于調節(jié)量子點的力學、光學、 電學等性能。此外，該類超分子納米膠束具有可逆性，可以通過加入三乙胺或調
節(jié)pH值等方法破壞該膠束，從而使得在有機體系中合成的CdS量子點可以轉移 到水相體系。


圖l CdS量子點的紫外可見光光譜圖。
圖2 CdS量子點的透射電鏡其中
A為棕櫚酸與超支化酰胺-胺聚合物反應制得的CdS量子點的透射電
鏡B為棕櫚酸與超支化聚乙烯亞胺反應制得的CdS量子點的透射電鏡C 為棕櫚酸與超支化砜-胺聚合物反應制得的CdS量子點的透射電鏡圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案
為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護 范圍不限于下述的實施例。
實施例1
第一步在100毫升的反應瓶中加入197毫克棕櫚酸，加入40毫升氯仿使 之溶解，再加入117毫克超支化酰胺-胺聚合物，常溫下攪拌12小時。
第二步向上述得到的氯仿溶液中加入含有8毫克Cd(ACh的水溶液5毫升， 用玻璃塞密封，在常溫下攪拌48小時。
第三步分液漏斗中靜置存放，分離下層氯仿溶液到反應瓶中。通氮氣10-15 分鐘，然后再加入2毫升，濃度為0. 39 mg/ml ，且除氧后的Na2S水溶液到反應瓶 中，繼續(xù)通氮氣10分鐘，并在常溫下繼續(xù)攪拌約1小時。靜置分離可得到澄清 的淺黃色CdS氯仿溶液。
如圖1所示，本實施例中制備的CclS量子點的紫外可見光光譜圖可知CdS 量子點的吸收峰約為370納米，由Brus經驗公式可計算出CdS量子點的尺寸約 為3.0納米。制備的CdS量子點的透射電鏡圖如圖2A所示。由透射電鏡圖可知 CdS量子點尺寸分布比較均一。
實施例2
第一歩在100毫升的反應瓶中加入235毫克棕櫚酸，然后加入40毫升氯 仿使之溶解，再加入120毫克超支化聚乙烯亞胺，常溫下攪拌12小時。
第二歩向上述得到的氯仿溶液中加入含有8毫克Cd(ClO.丄的水溶液5毫升，用玻璃塞密封，在常溫下攪拌48小時。
第三步分液漏斗中靜置存放，分離下層氯仿溶液到反應瓶中。通氮氣10-15
分鐘，然后再加入2毫升，濃度為0. 98 mg/ml，且除氧后的Na2S水溶液到反應瓶 中，繼續(xù)通氮氣10分鐘，并在常溫下繼續(xù)攪拌約1小時。靜置分離可得到澄清 的淺黃色CdS氯仿溶液。
制備的CdS量子點的透射電鏡圖如圖2B所示。由透射電鏡圖可知CdS量子 點尺寸分布比較均一。
實施例3
第一步在100毫升的反應瓶中加入142毫克棕櫚酸，然后加入40毫升氯 仿使之溶解，再加入124毫克超支化砜-胺聚合物，常溫下攪拌12小時。
第二步向上述得到的氯仿溶液中加入含有8毫克Cd(N03) 2的水溶液5毫升， 用玻璃塞密封，在常溫下攪拌48小時。
第三步分液漏斗中靜置存放，分離下層氯仿溶液到反應瓶中。通氮氣10-15 分鐘，然后再加入2毫升，濃度為1. 17rag/ml，且除氧后的Na2S水溶液到反應瓶 中，繼續(xù)通氮氣10分鐘，并在常溫下繼續(xù)攪拌約1小時。靜置分離可得到CdS 量子點的淺黃色氯仿溶液。
本實施例所得到的產物經紫外可見光光譜、熒光光譜、動態(tài)光散射、透射電 鏡、熱重分析、紅外光譜測試來證明其性質。
制備的CdS量子點的透射電鏡圖如圖2C所示，由透射電鏡圖可知CdS量子點 尺寸分布比較均一。
權利要求
1.一種利用超支化聚合物超分子納米反應器制備量子點的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、將脂肪酸溶解于氯仿中，然后加入端基為胺基的超支化聚合物，磁力攪拌，制得兩親性超分子納米膠束溶液；其中脂肪酸濃度為7.5-20毫摩爾/升，超支化聚合物的濃度為1到3毫克/毫升；超支化聚合物中的伯胺與脂肪酸的摩爾比為1∶1；第二步、往第一步中得到的兩親性超分子納米膠束溶液中加入質量體積濃度為1.6mg/ml的鎘前體水溶液，攪拌；鎘前體的加入量為3到8毫克；第三步、攪拌48小時后在分液漏斗中靜置存放，分離下層氯仿溶液到反應瓶中；第四步、通氮氣10到15分鐘，然后加入2毫升除氧后的Na2S水溶液到反應瓶中，繼續(xù)通氮氣10分鐘，并在常溫下攪拌，靜置分離可得到CdS量子點的氯仿溶液；其中Na2S水溶液的濃度為0.39mg/ml到1.17mg/ml。
2、 根據(jù)權利要求1所述的利用超支化聚合物超分子納米反應器制備量子點 的方法，其特征是所述第一歩中的超支化聚合物，是指端基為胺基的超支化 酰胺-胺聚合物、聚乙烯亞胺、砜-胺聚合物或者酯-胺聚合物。
3、 根據(jù)權利要求1所述的利用超支化聚合物超分子納米反應器制備量子點的方法，其特征是所述第一步中的脂肪酸，是指癸酸、硬脂酸、棕櫚酸、月 桂酸或者肉豆蔻酸。
4、 根據(jù)權利要求1所述的利用超支化聚合物超分子納米反應器制備量子點 的方法，其特征是所述第二步中的鎘前體是Cd(AC)" Cd(ClQ4)2、 Cd(N03)2或者 CdCl2。
全文摘要
本發(fā)明是一種化工領域的利用超支化聚合物超分子納米反應器制備量子點的方法。本發(fā)明的方法是運用“先組裝后封裝”的原理，將超支化聚合物和長鏈脂肪酸復合后可自組裝成為兩親性超分子納米膠束，然后利用此超分子納米膠束在水油兩相體系中制備尺寸均一的量子點。本發(fā)明合成的CdS量子點具有較窄的尺寸分布和較好的穩(wěn)定性。由于超支化聚合物和長鏈脂肪酸尺寸可調，所得超分子納米膠束的尺寸及形態(tài)易于控制，從而可用于制備不同尺寸及形態(tài)的量子點。此外，該類超分子納米膠束具有可逆性，可以通過加入三乙胺或調節(jié)pH值等方法破壞該膠束，從而使得在有機體系中合成的CdS量子點可以轉移到水相體系。
文檔編號C09K11/56GK101343540SQ200810042160
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權日2008年8月28日
發(fā)明者屠春來, 琦 朱, 朱新遠, 石云峰, 顏德岳 申請人:上海交通大學