一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球及其制备方法。该量子点复合微球包括量子点和二氧化硅纳米微球，所述量子点自组装在所述二氧化硅纳米微球的表面，所述二氧化硅纳米微球包括壳层和内核，所述壳层为SiO2，所述内核为高级脂肪酸。本发明专利技术的量子点复合微球，本发明专利技术的量子点不但能够保持一般量子点发光效率高、光化学稳定性等优异性质，而且发光强度还具有特定的温度敏感值，可用于对特定的温度进行关联。本发明专利技术的量子点还具有很好的重复使用性，量子点不会脱落问题。

Quantum dots composite microsphere containing higher fatty acids and preparation method thereof

The invention discloses a quantum dot composite microsphere containing a higher fatty acid and a preparation method thereof. The quantum dots composite microspheres include quantum dots and silica nanospheres. The quantum dots are self assembled on the surface of the silica nanospheres. The silica nanospheres include the shell and the core, the shell of which is SiO2, and the core is a high fatty acid. The quantum dot composite microsphere of the invention can not only maintain the excellent properties of high luminous efficiency and photochemical stability of the general quantum dots, but also have a specific temperature sensitive value, which can be used to relate the specific temperature. The quantum dots of the invention also have good reusability and quantum dots will not fall off.

【技术实现步骤摘要】
一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球及其制备方法本申请为申请号2015109809637、申请日2015年12月22日、专利技术名称“一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球及其制备方法”的分案申请。
本专利技术涉及一种量子点，更具体地说，涉及一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球及其制备方法。
技术介绍
当材料尺寸减少到纳米量级时，由于其纳米效应，材料将产生许多新颖而独特的优于传统材料的各种功能特性，在微电子、生物工程、化工、医学等领域具有广泛的应用价值。近几年，以过渡金属为激活离子的纳米发光材料，由于其优异的光学特性，如吸收波长宽且连续，荧光发射峰可调谐，荧光寿命长等，在发光器件、荧光成像、太阳能电池、荧光检测和生物标记等领域表现出广阔的应用前景。然而当量子点用于发光器件或荧光检测时，在25-100℃范围内，量子点吸收峰波长和光政发光光谱波长发生的红移一般均小于10nm。再者，虽然发光强度与温度具有一定的线性关系，但随温度变化，其发光强度非常小，在低于热猝灭温度下，较小的温度变化不会引起发光强度大幅增强或减弱。因此，现有技术不能制备出温度敏感性非常高的量子点。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种温度敏感性非常高的含有高级脂肪酸的量子点复合微球。本专利技术提供的一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球，其特征在于，其包括量子点和二氧化硅纳米微球，所述量子点自组装在所述二氧化硅纳米微球的表面，所述二氧化硅纳米微球包括壳层和内核，所述壳层为SiO2，所述内核为高级脂肪酸。所述量子点为巯基羧酸修饰的量子点；所述二氧化硅纳米微球的表面经过三氨基硅烷和聚合氯化铝改性处理，其中，三氨基硅烷的化学式为H2N-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-(CH2)3-Si-(OCH3)3。在所述量子点复合微球中，所述SiO2与所述高级脂肪酸的重量比例为(0.2～1.2)∶1。在所述二氧化硅纳米微球的表面自组装有1-20层所述量子点。所述量子点复合微球的平均粒径为55nm～600nm，优选为65nm～500nm。所述二氧化硅纳米微球的平均粒径为50nm～600nm，优选为60nm～500nm。所述量子点为CdTe、CdSe、InP、InAs、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/ZnS、CdHgTe/ZnS、HgTe/HgCdS量子点中的一种或几种。所述高级脂肪酸为C9～C18的高级脂肪酸，优选为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、软脂酸、珠光酯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸中的一种或多种。本专利技术还提供的上述含有高级脂肪酸的量子点复合微球的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将高级脂肪酸和表面活性剂加入到乙醇水溶液中，然后加热使高级脂肪酸熔融并搅拌均匀，制得含有高级脂肪酸的乳化液，然后在所述乳化液中加入正硅酸乙酯，加入碱溶液调节pH至9～12，然后进行水解反应，搅拌、陈化、过滤、洗涤、干燥后，即得到二氧化硅包覆高级脂肪酸的二氧化硅纳米微球；(2)将所述二氧化硅纳米微球浸泡在到量子点的水溶液中，然后过滤，洗涤和干燥，即可制得量子点复合微球。在(1)步骤中，所述高级脂肪酸、表面活性剂和乙醇水溶液重量比例为10∶(0.1～3.0)∶(20～100)，所述乙醇水溶液中乙醇与水的重量比为(1～5)∶1；所述高级脂肪酸与正硅酸乙酯重量比例为10∶(5～40)。所述表面活性剂为聚乙二醇、蔗糖酯、聚山梨酯、十八烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的一种或多种，优选为十二烷基硫酸钠和/或十四烷基硫酸钠。在(2)步骤中，所述量子点的水溶液为巯基羧酸修饰的量子点的水溶液。所述浸泡的时间为5min～240min。在将所述二氧化硅纳米微球加入到量子点的水溶液之前，用聚合氯化铝溶液和三氨基硅烷溶液改性处理二氧化硅纳米微球，具体步骤如下：将所述二氧化硅纳米微球入到聚合氯化铝的溶液中，然后过滤和干燥，然后再加入到三氨基硅烷溶液中，搅拌、过滤和干燥。其中，聚合氯化铝溶液的浓度0.20wt％～0.01wt％，所述三氨基硅烷溶液为含有0.5wt％～2.0wt％三氨基硅烷的乙醇溶液。聚合氯化铝溶液和三氨基硅烷溶液的用量浸没二氧化硅化纳米微球即可，但不限制于此。二氧化硅纳米微球与三氨基硅烷溶液质量比例可以为1∶(5～20)。二氧化硅纳米微球与聚合氯化铝溶液质量比例可以为1∶(5～20)。所述量子点的水溶液为巯基羧酸修饰的水溶性量子点，其制备方法如下：将碲粉和硼氢化钠与水混合，将惰性气氛环境和恒温条件进行反应，制得量子点前驱液；将氯化镉溶解在水中，然后依次加入疏基羧酸和氢氧化钠溶液，得到混合液，将整个混合液移至高压釜内衬里，通氮除氧，然后将所述量子点前驱液加入到所述混合液中，在高压釜进行水热反应，得到所述巯基羧酸修饰的水溶性量子点。所述碲粉、硼氢化钠、氯化镉与巯基羧酸的摩尔比例为1∶(20～60)∶(15～45)∶(6～15)。巯基羧酸优选为巯基乙酸、2-巯基丙酸和3-巯基丙酸。与现有技术相比，本专利技术的具有如下优点：(1)本专利技术的量子点复合微球，本专利技术的量子点不但能够保持一般量子点发光效率高、光化学稳定性等优异性质，而且发光强度还具有特定的温度敏感值，可用于对特定的温度进行关联。具体表现为：当环境温度升高高级脂肪酸的相变温度时，量子点复合微球内的高级脂肪酸发生相变，由不透光的固态变成透明的液态，这样二氧化硅纳米微球的透光性大幅增加，其光政发光光谱的强度(发光强度)会发生大幅增加；当环境温度低于高级脂肪酸的相变温度时，由透明的液态变成不透光的固态，这样二氧化硅纳米微球的透光性大幅降低，其光政发光光谱的强度(发光强度)会发生大幅下降。因此，量子点复合在相变温度点附近具有非常强的温度敏感性。当本专利技术的量子点复合微球应用于荧光检测时，可通过在线实时监测整体体系中荧光发生异常变化的地方，可以监测出温度敏感值附近的温度微小变化。当用于量子点的器件时，可以通过调节温度值，来调控量子点发光强度的大幅改变。本专利技术的量子点复合微球适用于与高级脂肪酸的相变温度点的接近的样品监测，由于不同高级脂肪酸具有很多不同相变温度值，可以通过选择不同相变温度的高级脂肪酸，来改变量子点复合微球中高级脂肪酸的温度敏感值，从而可实现不同样品的实时监测。(2)本专利技术在量子点复合微球的制备过程中，在含有表面活性剂的高级脂肪酸乳化液中，正硅酸乙酯在碱性环境中进行水解时，二氧化硅在乳化液滴的表面生长，得到的二氧化硅纳米微球具有外形规整、表面光滑度比较高和表面硅羟基非常多的SiO2壳层，然后SiO2壳层再经聚合氯化铝和三氨基硅烷溶液处理，从而改性二氧化硅表面电荷，并且在三氨基硅烷的多氨基与疏基羧酸结合形成三维的多位点按枝，这样在表面电荷和多位点接枝的双重作用下，量子点非常牢固地组装在二氧化纳米微球的表面，可有效地防止量子点表面巯基类配体的脱落，量子点本具有非常好的时间稳定性，以及在一定酸、碱、氧化环境中酸、碱稳定性和抗氧化稳定性，与此同时还保持了量子点良好的生物兼容性，从而大大提高了量子点在具体应用中的稳定性。(3)本专利技术的量子点复合微球，可以用于在量子点在发光器件、荧光成像、太阳能电池、荧光检测和生物标记等方面。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术含有高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球的制备方法，其特征在于，所述的含有高级脂肪酸的量子点复合微球，其包括量子点和二氧化硅纳米微球，所述量子点自组装在所述二氧化硅纳米微球的表面，所述二氧化硅纳米微球包括壳层和内核，所述壳层为SiO2，所述内核为高级脂肪酸，所述为C9～C18的高级脂肪酸；在所述量子点复合微球中，所述SiO2与所述高级脂肪酸的重量比例为(0.2～1.2)：1；所述量子点为CdTe、CdSe、InP、InAs、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/ZnS、CdHgTe/ZnS、HgTe/HgCdS量子点中的一种；所述的含有高级脂肪酸的量子点复合微球的制备方法，包括如下步骤：(1)将高级脂肪酸和表面活性剂加入到乙醇水溶液中，然后加热使高级脂肪酸熔融并搅拌均匀，制得含有高级脂肪酸的乳化液，然后在所述乳化液中加入正硅酸乙酯，加入碱溶液调节pH至9～12，然后进行水解反应，搅拌、陈化、过滤、洗涤、干燥后，即得到二氧化硅包覆高级脂肪酸的二氧化硅纳米微球；(2)将所述二氧化硅纳米微球浸泡在量子点的水溶液中，然后过滤，洗涤和干燥，即可制得量子点复合微球。

【技术特征摘要】
1.一种含有高级脂肪酸的量子点复合微球的制备方法，其特征在于，所述的含有高级脂肪酸的量子点复合微球，其包括量子点和二氧化硅纳米微球，所述量子点自组装在所述二氧化硅纳米微球的表面，所述二氧化硅纳米微球包括壳层和内核，所述壳层为SiO2，所述内核为高级脂肪酸，所述为C9～C18的高级脂肪酸；在所述量子点复合微球中，所述SiO2与所述高级脂肪酸的重量比例为(0.2～1.2)：1；所述量子点为CdTe、CdSe、InP、InAs、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/ZnS、CdHgTe/ZnS、HgTe/HgCdS量子点中的一种；所述的含有高级脂肪酸的量子点复合微球的制备方法，包括如下步骤：(1)将高级脂肪酸和表面活性剂加入到乙醇水溶液中，然后加热使高级脂肪酸熔融并搅拌均匀，制得含有高级脂肪酸的乳化液，然后在所述乳化液中加入正硅酸乙酯，加入碱溶液调节pH至9～12，然后进行水解反应，搅拌、陈化、过滤、洗涤、干燥后，即得到二氧化硅包覆高级脂肪酸的二氧化硅纳米微球；(2)将所述二氧化硅纳米微球浸泡在量子点的水溶液中，然后过滤，洗涤和干燥，即可制得量子点复合微球。2.按照权利要求1所述的量子点复合微球的制备方法，其特征在于：所述量子点为巯基羧酸修饰的量子点；所述二氧化硅纳米微球的表面经过三氨基硅烷和聚合氯化铝改性处理，所述三氨基硅烷的化学式为H2N-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-(CH2)3-Si-(OCH3)3。3.按照权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：湖南辉讯企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43