一種近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法。該制備方法主要包括：先在低溫下制備CdTe前驅(qū)體溶液，然后升溫，使前驅(qū)體溶液孵化生長(zhǎng)，在微型反應(yīng)釜中一步法制備近紅外量子點(diǎn)。具體是以碳酰肼為還原劑，二氧化碲為碲源，以巰基化合物為穩(wěn)定劑，以鎘鹽為鎘源，在堿性條件下，在微型反應(yīng)釜中97℃微沸反應(yīng)生成CdTe前驅(qū)體溶液。然后迅速升溫180～220℃，在4MPa下孵化反應(yīng)生成CdTe近紅外熒光量子點(diǎn)。反應(yīng)不同時(shí)間可以制備得到不同波長(zhǎng)的近紅外CdTe量子點(diǎn)。通過本發(fā)明的方法得到的量子點(diǎn)可以長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，熒光強(qiáng)度不變。
【專利說明】一種近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無機(jī)材料和納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]CdTe量子點(diǎn)是重要的域鄄遇族半導(dǎo)體納米材料之一，通過控制其顆粒大小可使其在可見光范圍內(nèi)發(fā)射不同波長(zhǎng)的熒光。近年來，CdTe量子點(diǎn)在熒光分析、生物標(biāo)記和太陽能電池等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]水相合成法合成的量子點(diǎn)在生物領(lǐng)域比有機(jī)相中合成的量子點(diǎn)具有更好的應(yīng)用，所以目前水相合成法得到了很大的發(fā)展(WANG Lei, LIU Shao-Pu, PENG Juan-Juan, etal.Sc1.Sin.Chim.(Zhongguo Kexue:Huaxue)，2010，40(8): 1121-1129 ;Mandal A, Tamai NT.J.Phys.Chem.C, 2008，112(22): 8244-8250)，水溶性CdTe量子點(diǎn)的發(fā)光性能也得到了極大的改善。
[0004]水相中合成CdTe量子點(diǎn)，碲源主要有Al2Te3、碲粉、Na2TeO3和TeO2等。Al2Te3價(jià)格昂貴，因此，實(shí)際中，主要以碲粉、Na2TeO3和TeO2為碲源，在堿性條件下，用還原劑將其還原成NaHTe或Na2Te來制備CdTe量子點(diǎn)。常用的還原劑有硼氫化鈉、四氫鋁鋰、水合肼和鹽酸羥胺等。硼氫化鈉和四氫鋁鋰活性高、不穩(wěn)定，非常容易潮解失效，同時(shí)合成過程中，在水溶液中容易以氫氣的形式跑掉，條件較難控制；水合肼和鹽酸羥胺活性高、不穩(wěn)定，而且毒性較大，易造成環(huán)境二次污染。碳酰肼性能穩(wěn)定、毒性低，是當(dāng)今世界上用作鍋爐水除氧的最先進(jìn)材料，毒性小、熔點(diǎn)高、脫氧效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前使用的材料，是安全環(huán)保理想的產(chǎn)品。
[0005]新型成像材料，尤其是生物細(xì)胞內(nèi)成像，生物體內(nèi)的很多內(nèi)源性物質(zhì)(如蛋白質(zhì)等)在200?500nm的激發(fā)波長(zhǎng)下通常產(chǎn)生強(qiáng)烈的熒光發(fā)射，可能嚴(yán)重影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)，在高能量作用下，細(xì)胞可能被殺死或畸變，因此帶來安全隱患；作為示蹤材料和能源材料，人們則更希望拓展更寬范圍的波長(zhǎng)，因此近紅外熒光量子點(diǎn)的合成具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種操作便捷、制備快速的近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法，包括如下步驟:
[0009](I)在微型反應(yīng)釜中分別加入CdCl2.2.5H20和巰基化合物，磁力攪拌后采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH = 11，再加入碳酰肼，再次調(diào)節(jié)pH = 11，然后加入TeO2, CdCl2.2.5Η20、巰基化合物、碳酰肼、TeO2的摩爾比為1:2.4:0.5~ 10:0.1 ；
[0010](2)在磁力攪拌條件下，將步驟⑴制備的溶液在97°C微沸條件下反應(yīng)5?210min,即得到水溶性CdTe量子點(diǎn)前驅(qū)體溶液；
[0011](3)迅速將微型反應(yīng)釜的溫度升至180?220°C，壓強(qiáng)為4MPa，反應(yīng)I?3h即可得到熒光發(fā)射峰位于近紅外區(qū)的水溶性CdTe量子點(diǎn)即近紅外CdTe量子點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
[0013](I)本發(fā)明所使用的原料均可直接購買，不需要合成或者進(jìn)一步處理，只需按照一定的配比直接混合即可，因此實(shí)驗(yàn)過程操作簡(jiǎn)單，得到的近紅外CdTe量子點(diǎn)熒光性能穩(wěn)定。
[0014](2)本發(fā)明為一步法制備近紅外CdTe量子點(diǎn)，制備過程不需要惰性氣體保護(hù)，反應(yīng)條件溫和，且易于控制，因而重現(xiàn)性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例1中所制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)均一化熒光光譜和紫外-可見光吸收光譜圖。
[0016]圖2為實(shí)施例2中所制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)均一化熒光光譜和紫外-可見光吸收光譜圖。
[0017]圖3為實(shí)施例3中所制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)均一化熒光光譜和紫外-可見光吸收光譜圖。
[0018]圖4為實(shí)施例4中所制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)均一化熒光光譜和紫外-可見光吸收光譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明并不限于此。
[0020]實(shí)施例1
[0021]在10mL微型反應(yīng)釜中加入Immol的CdCl2 *2.5H20、2.4mmol巰基化合物，磁力快速攪拌。用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH = 11,加入0.5mmol的碳酰肼,再次調(diào)節(jié)pH = 11,然后加入0.1mmol的TeO2，在磁力攪拌，97°C微沸反應(yīng)30min，即可得到水溶性CdTe量子點(diǎn)前驅(qū)體溶液；迅速將微型反應(yīng)釜的溫度升至180°C，壓強(qiáng)為4MPa，反應(yīng)lh，即制得近紅外CdTe量子點(diǎn)。本實(shí)施例制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)的均一化熒光光譜圖如圖1中a、圖1中b和紫外-可見光吸收光譜圖如圖1中c所示。
[0022]本實(shí)施例及以下實(shí)施例，反應(yīng)體系的溶液總體積均為70mL，以下不再贅述。
[0023]實(shí)施例2
[0024]在10mL微型反應(yīng)爸中加入Immol的CdCl2 *2.5H20、2.4mmol巰基化合物,磁力快速攪拌。用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH = 11,加入5mmol的碳酰肼,再次調(diào)節(jié)pH = 11,然后加入0.1mmol的TeO2，在磁力攪拌，97°C微沸反應(yīng)60min ;迅速將微型反應(yīng)釜的溫度升至200°C，壓強(qiáng)為4MPa，反應(yīng)2h即得近紅外CdTe量子點(diǎn)。本實(shí)施例制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)的均一化熒光光譜圖如圖2中a、圖2中b和紫外-可見光吸收光譜圖如圖2中c所示。
[0025]實(shí)施例3
[0026]在10mL微型反應(yīng)爸中加入Immol的CdCl2 *2.5H20、2.4mmol巰基化合物,磁力快速攪拌。用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH = 11,加入1mmol的碳酰肼,再次調(diào)節(jié)pH = 11,然后加入0.1mmol的TeO2，在磁力攪拌，97°C微沸反應(yīng)60min，即可得到水溶性CdTe量子點(diǎn)前驅(qū)體溶液；迅速將微型反應(yīng)釜的溫度升至220°C，壓強(qiáng)為4MPa，反應(yīng)2h即得近紅外CdTe量子點(diǎn)。本實(shí)施例制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)的均一化熒光光譜如圖3中a、圖3中b和紫外-可見光吸收光譜圖如圖3中c所示。
[0027]實(shí)施例4
[0028]在10mL微型反應(yīng)爸中加入Immol的CdCl2 *2.5H20、2.4mmol巰基化合物,磁力快速攪拌。用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH= 11，加入20mmol的碳酰肼，再次調(diào)節(jié)pH = 11，然后加入0.1mmol的TeO2，在磁力攪拌，97°C微沸反應(yīng)60min，即可得到水溶性CdTe量子點(diǎn)前驅(qū)體溶液；迅速將微型反應(yīng)釜的溫度升至220°C，壓強(qiáng)為4MPa，反應(yīng)3h即得近紅外CdTe量子點(diǎn)。本實(shí)施例制備的近紅外CdTe量子點(diǎn)的均一化熒光光譜如圖4中a、圖4中b和紫外-可見光吸收光譜圖如圖4中c所示。
【權(quán)利要求】
1.一種近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)在微型反應(yīng)釜中分別加入CdCl2.2.5Η20和巰基化合物，磁力攪拌后調(diào)節(jié)pH = 11，再加入碳酰肼，再次調(diào)節(jié)pH = 11，然后加入TeO2 ； (2)在磁力攪拌條件下，將步驟(I)制備的溶液在97°C條件下反應(yīng)5?210min，即得到水溶性CdTe量子點(diǎn)前驅(qū)體溶液； (3)將微型反應(yīng)釜的溫度升至180?220°C，反應(yīng)I?3h即可得到熒光發(fā)射峰位于近紅外區(qū)的水溶性CdTe量子點(diǎn)即近紅外CdTe量子點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)的CdCl2.2.5H20、巰基化合物、碳酰肼、TeO2的摩爾比為1:2.4:0.5?10:0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)的pH調(diào)節(jié)采用氫氧化鈉溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外CdTe量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)微型反應(yīng)釜的壓強(qiáng)為4MPa。
【文檔編號(hào)】C09K11/88GK104357059SQ201410705662
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】曾云龍, 元曉云, 王天倫, 鄧彤彤, 曾競(jìng)興, 易守軍, 黃昊文, 魏莉莎, 唐春然 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)