一种水溶性CdTe:Zn量子点的快速合成制造技术

本发明专利技术涉及一种水溶性CdTe：Zn量子点的快速合成，采用外延生长法，在CdTe：Zn核的表面生长一层有更宽带隙的半导体材料ZnS，从而消除量子点表面的悬空键及表面缺陷，增强CdTe：Zn量子点的量子产率和光稳定性。同时，在CdTe：Zn QDs表面包覆ZnS壳层，可得到发光性能好、水溶性好且稳定的CdTe：Zn/ZnS核壳型量子点。该合成方法工艺简单、成本低廉，同时可通过调节反应时间控制生成的ZnS壳层的厚度，得到所需要发光性能的CdTe：Zn/ZnS量子点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于荧光探针及其制备领域，特别涉及一种基于罗丹明衍生物和量子点荧光微球的汞离子比率探针的制备方法。
技术介绍
量子点具有特殊的光学特性，在环境监测、疾病诊断、有机化合物检测、细胞成像等研究中具有广阔的应用前景。然而，量子点的合成成本高，操作复杂，毒性较大，生物相容性差等也严重的限制了其在生命科学方面的应用。因而探索低毒，荧光量子产率高，光稳定性好，生物相容性强的量子点合成方法已近成为当前最为活跃的研究领域之一。合成量子点的方法有许多种，比如有机金属法，水相合成法，气液相沉淀法和微乳液和成法等。其中水相合成法由于可以快速、低成本的制备出生物相容的量子点受到了研究者们的广泛关注。本专利技术通过高压反应釜辅助水相法合成了高荧光量子产率和光稳定的Zn掺杂的CdTe量子点，相对减少了量子点中镉的含量，从而降低量子点的毒性，减少对环境的污染。同时，通过优化CdTe：Zn纳米晶在水溶液中生长的控制因素(包括pH、温度和反应物比例等)，不仅提高了纳米晶的质量，而且大幅度缩短了量子点制备的周期。近年来，由于纳米科学和纳米技术的发展，电化学发光领域的研究从传统的分子体系拓展到了纳米体系。特别地，半导体量子点由于具有独特的光学性能，在纳米化学发光体系中占有独特的地位。量子点(quantumdots)，也被称为半导体纳米晶体(semiconductornanocrystals)，是一类具有优异荧光性能的纳米材料。合成量子点的方法有许多种，比如有机金属法，水相合成法，气液相沉淀法和微乳液合成法等。其中水相合成法由于可以快速、低成本的制备出生物相容的量子点成为当前研究的热点。此外，与传统的有机荧光染料相比，量子点具有激发光谱宽、发射光谱窄而对称、发射波长可调、光化学稳定性好等优点。这些优点使得量子点在生物、化学领域中有着广阔的应用前景。特别的，量子点荧光探针由于具有高的灵敏度，在DNA识别、环境监测、生物成像、以及有机化合物检测和定量分析等方面发挥了巨大的作用。然而，量子点荧光探针在阴离子检测方面的应用还很不成熟。并且，量子点的合成成本高，操作复杂，毒性较大，生物相容性差等也严重的限制了其在生命科学方面的应用。因而探索低毒，荧光量子产率高，光稳定性好，生物相容性强的量子点合成方法以及量子点荧光探针在阴离子检测中的应用已近成为当前最为活跃的研究领域之一。本文通过水热法合成了高荧光量子产率和光稳定的掺杂Zn的CdTe量子点，降低了单纯CdTe量子点的毒性，减少了对环境的污染。
技术实现思路
1NaHTe前驱体的合成在25mL茄形瓶中加入284.6mgNaBH4和10mL二次水，氮气保护下搅拌30min，向其中迅速加入320mg的碲粉，整个体系在4℃下反应8h，反应完毕后，用移液器将上层透明NaHTe液体移入小瓶中，密封，备用。2CdTe：Zn纳米晶的合成在三颈烧瓶中加入114.2mgCdCl2·2.5H2O，68.15mgZnCl2和100mL二次水，然后再加入104.5μL巯基丙酸，用1mol·L-1NaOH溶液调节溶液pH＝11，接着，用二次水调节溶液总体积至120mL，通氮气除去反应装置中的氧气。搅拌30min后，迅速向其中加入0.4mL0.25mol·L-1NaHTe溶液。最后，向25mL高压反应釜中加入15mL上述混合溶液，放入120℃的恒温箱中，通过控制不同的反应条件，获得不同波长的量子点。附图说明图1CdTe：ZnQDs的XRD图。图2CdTe：ZnQDs的透射图。图3不同反应时间的CdTe：ZnQDs的紫外可见吸收谱图。图4不同反应时间的CdTe：ZnQDs的荧光发射谱图。图5不同pH值下合成的CdTe：ZnQDs的荧光发射谱图。图6不同温度下合成的CdTe：ZnQDs的荧光发射谱图。具体实施方式实施例1：取少量干燥后的CdTe：Zn量子点粉末制样，得到的XRD数据如图1所示，取少量干燥后的CdTe：Zn量子点粉末分散在二次水中，超声分散30min用移液枪取适量的溶液滴在铜网上，在透射电镜下观察其形貌，得到图2；实施例2：实验中通过控制反应时间，可以得到不同粒径的纳米晶。由于紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱是检验半导体量子点量子限域效应的强有力方法，通过改变不同的反应时间可以得到相对应的紫外吸收光谱图。实验过程中取不同水热时间的样品，测试其紫外光谱如图3所示。同时，通过控制纳米晶的生长时间就能够得到一系列不同荧光光谱和不同颜色的量子点。实验结果如图图4所示。实施例3：考查不同pH条件下CdTe：Zn量子点的荧光效应，具体操作如下：固定Cd∶Te∶MPA＝1∶0.5∶2.4，Cd∶Zn＝1∶1，CCd＝5.0mM，控制反应温度T＝120℃和反应时间t＝2h，改变pH值，分别设定为9.0，11.0和12.0。通过测试所得到的碲化镉纳米晶的荧光性能(峰值位置，半峰宽)以研究pH值对量子点性能的影响，得到不同pH值下CdTe：ZnQDs的荧光发射谱图如图5所示；实施例4：考查不同温度条件下CdTe：Zn量子点的荧光效应，固定Cd∶Te∶MPA＝1∶0.5∶2.4，Cd∶Zn＝1∶1，CCd＝5.0mM和pH＝11，控制反应时间t＝2h，分别在温度为100℃，120℃，140℃和160℃的条件下得到碲化镉纳米晶的荧光性能(峰值位置，半峰宽)以研究反应温度对量子点性能的影响。得到不同温度条件下CdTe：ZnQDs的荧光发射谱图如图6所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
NaHTe前驱体的合成在25mL茄形瓶中加入284.6mg NaBH4和10mL二次水，氮气保护下搅拌30min，向其中迅速加入320mg的碲粉，整个体系在4℃下反应8h，反应完毕后，用移液器将上层透明NaHTe液体移入小瓶中，密封，备用。

【技术特征摘要】
1.NaHTe前驱体的合成在25mL茄形瓶中加入284.6mgNaBH4和10mL二次水，氮气保护下搅拌30min，向其中迅速加入320mg的碲粉，整个体系在4℃下反应8h，反应完毕后，用移液器将上层透明NaHTe液体移入小瓶中，密封，备用。2.CdTe：Zn纳米晶的合成在三颈烧瓶中加入114.2mgCdCl2·2.5H2O，68.15mgZnCl2和100mL二次水，然后再加入104.5μL巯基丙酸，用1mol·L-1NaOH溶液调节溶液pH＝11，接着，用二次水调节溶液总体积至120mL，通氮气除去反应装置中的氧气。搅拌30min后，迅速向其中加入0.4mL0.25mol·L-1NaHTe溶液。最后，向25mL高压反应釜中加入15mL上述混合溶液，放入120℃的恒温箱中，通过控制不同的反应条件，获得不同波长的量子点。3.CdTe：Zn量子点的处理实验中直接合成的量子点溶液中可能存在没有反应的原料，所以在包覆ZnS壳层之前需要进行处理，并且量子点表面包覆着一层巯基，CdTe：Zn量子点能够在溶液中稳定而不团聚，就是因...

【专利技术属性】
技术研发人员：张纪梅，马庆运，张坤，张志秋，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12