CdSeS量子点纳米颗粒的制备方法技术

一种ＣｄＳｅＳ量子点纳米颗粒，其特征在于所述ＣｄＳｅＳ量子点纳米颗粒中Ｃｄ∶Ｓｅ∶Ｓ的摩尔比例为１∶ｘ∶ｙ，其中０．００１≤ｘ≤０．１，０．１≤ｙ≤１０，并且其中随着ｘ和ｙ的变化，所述ＣｄＳｅＳ量子点纳米颗粒在４５０－７００ｎｍ的范围内具有不同的光致发光谱，并且半峰宽在２５－４０ｎｍ的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型量子点产品，尤其涉及CdSeS量子点纳米颗粒，以及一种制备CdSeS量子点纳米颗粒的方法。
技术介绍
量子点纳米颗粒又可称为准零维半导体纳米晶体。由于纳米尺度效应，电子和空穴被量子限域，在小于玻尔直径时，量子点纳米颗粒由连续能级变成具有分子特性的分立能级结构。因此在接受能量(激发)后，可以发射特殊波长的光。量子点纳米颗粒研究之所以受到科学界以及产业界的重视，特别是受到生物医药领域的重视，原因在于其独特的光致发光性质在许多领域具有特殊的应用前景。与传统化学荧光探剂相比，量子点纳米颗粒具备的优势包括：(1)同样化学组成的量子点纳米颗粒，依据不同尺度可以发射不同颜色的光，即其光致发光谱可由颗粒尺度调整，因此可以在可见光乃至红外谱段根据要求“定制”所需要的量子点纳米颗粒；(2)量子点纳米颗粒的激发谱相当宽，彼此重叠，因此选择单一激发光就可以使不同颜色的量子点纳米颗粒同时发光，非常适合多个目标信号的同时采集；(3)量子点纳米颗粒的发射谱非常窄，可以最大程度地避免发射谱的重叠，提高影像质量，也因此可以用于光谱成像探剂；(4)在可比范围内，量子点纳米颗粒的发光强度明显高于传统荧光探剂，因此检测的灵敏性大大提高；(5)量子点纳米颗粒的光学稳定性远远高于传统化学探剂，非常适合长时间观察和动态研究；(6)量子点纳米颗粒具备大的比表面积，可以提供多元化的化学与生物修饰，而且选择适当的修饰策略，量子点纳米颗粒可以最大限度地避免对生物体的毒性作用。-->因此量子点纳米颗粒是一类对生物化学、分子生物学、细胞生物学以及医学研究和发展极其重要的荧光探针，在生命科学中研究中具有巨大的应用潜力。有关量子点纳米颗粒的制备成为近年来的研究热点。目前在有机体系中已制备了多种IIB-VIB和IIIB-VB二元组分量子点，以及基于此的核-壳型量子点纳米颗粒，如CdSe及CdSe/ZnS量子点纳米颗粒。这些量子点纳米颗粒均是通过控制颗粒的尺度来调谐其发射波长，但这些量子点纳米颗粒均存在制备条件苛刻、所用试剂易燃易爆等缺点或不足。如(1)在合成中广泛使用的Cd(Me)2，Zn(Et)2等是很危险的化学品，而且成本很高；(2)通过颗粒尺度控制发射波长不容易操作，而且重复性不好，不利于大规模制备和应用；(3)通过尺度控制合成的量子点纳米颗粒由于不同颜色的量子点纳米颗粒尺度大小不一致，在用于生物医学研究中要受到一定程度的限制，如平行研究不同分子的运动时，必须考虑由量子点尺度不同所导致的运动受限程度不同问题。现有技术中还有一种半导体量子点玻璃，如田强等人(《北京师范大学学报》，2001，37：205-207；2003，39：636-639；江德生等人《光学技术》，2005，30：30-32)所提及的CdSeS玻璃复合材料。其特点是制造具有非线性光学特质的玻璃复合材料，这与用于生物医药研究的量子点纳米颗粒是不同的产品。从状态上看，这种量子点玻璃以块体形式存在，而本申请的量子点纳米颗粒产品以固体粉末形式存在，并可以高效地溶于有机溶液中；从光谱性质看，这种量子点玻璃的光致发光谱半峰宽一般大于100nm，而且存在不只一个发光谱峰，而本申请产品半峰宽一般介于25-40nm，具有唯一的光致发光谱峰；从制备过程来看，这种量子点玻璃一般采用熔融法在高温退火后制得，与本申请内容采用的溶液法截然不同。因此量子点玻璃与本申请量子点纳米颗粒产品没有关系。从目前发展趋势看，量子点纳米颗粒研究和应用范围逐步扩大，特别是在生物医药领域显示出良好的应用前景。因此发展可重复性好、能够大批量制备、光学性质稳定的、谱学性质优异、光谱连续可调的量子点纳米颗粒显得非常迫切。-->
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种CdSeS量子点纳米颗粒，该CdSeS量子点纳米颗粒中Cd∶Se∶S的摩尔比例为1∶x∶y，其中0.001≤x≤0.1，0.1≤y≤10；随着x和y的变化，该CdSeS量子点纳米颗粒在450-700nm范围内具有不同的光致发光谱，并且半峰宽在25-40nm范围内。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种制备CdSeS量子点纳米颗粒的方法，其包括以下步骤：(1)将无机镉化合物、脂肪酸和长链三烃基胺在惰性气体的保护下加热到250-330℃，得到溶液A；(2)将S和Se的三烃基膦混合溶液注入到步骤(1)中得到的溶液A中，使其发生反应，得到CdSeS量子点纳米颗粒与所述长链三烃基胺的混合物B；(3)除去混合物B中的未反应物、杂质和反应溶剂，得到CdSeS量子点纳米颗粒。本专利技术的制备方法进一步包括将步骤(3)中得到的量子点真空干燥的步骤。在步骤(1)中，优选基于1mol无机镉化合物，脂肪酸的用量为1-20mol，长链三烃基胺的用量为1-60mol。在步骤(2)中，基于1mol无机镉化合物，Se的用量优选为0.001-0.1mol；S的用量优选为0.1-10mol。此外，在步骤(2)中，溶液A的温度优选保持在250-330℃之间的恒定温度。在步骤(3)中，可以使用沉降法除去混合物B中的未反应物、杂质和反应溶剂。本专利技术的制备方法可以通过控制量子点纳米颗粒中各化学元素组分的相对比例来调控量子点纳米颗粒光致发光谱，使其光致发光谱在450-700nm的范围内连续可调，即可以达到在可见光区进行光谱调制的目的。本专利技术的制备方法可以在温和条件下进行，大批量重复制备具有同样发射波长的量子点纳米颗粒。由于量子点纳米颗粒成核过程对量子点纳米颗粒品质具有极大的影响，而成核过程又是一个及其迅速的过程，因此在合成中很难有效-->控制；但是在合成中控制化学组成远比控制量子点纳米颗粒生长方便的多，因此在重复性制备方面本专利技术具有明显的优势，也因此可以根据需要“定制”所需波长的量子点纳米颗粒。从以上分析可以看出，本专利技术的产品与现有量子点纳米颗粒相比，从化学组成到制备方法以及光致发光光谱调制策略上都有明显的区别。另外，在本专利技术产品的制备中均采用常用的试剂(详见
技术实现思路
部分)，如CdO、Se、S和TOA等，无易燃易爆危险，而且成本低廉；制备温度一般在250-330℃，一锅法完成，操作方便，容易控制。更为重要的是，此类试剂的应用对量子点纳米颗粒光学性质没有影响，其光谱质量优异。因此，本专利技术提供了一种可以大规模重复性制备的有效方案。本专利技术中，关键点在于温度的准确控制和原料比例，温度决定了量子点纳米颗粒成核的快慢、生长，以及晶体的优略，化学组分比例直接与量子点纳米颗粒光致发光谱有关。因此，稳定的温度控制与组分控制决定了本专利技术量子点纳米颗粒的质量。本专利技术的产品现有的量子点纳米颗粒产品相比，除成本较低、操作方便外，其可比较的光致发光谱半峰宽(与量子点纳米颗粒的粒度分布、光学质量密切相关)一般稳定在25-40nm范围内，而30nm左右最为常见。其产品依据方法和操作，变化范围很大。具体实施方式下面将结合具体的实施方式进一步说明本专利技术，但并不以任何方式限定本专利技术的范围。根据本专利技术的第一方面，提供了一种量子点纳米颗粒。更具体地说，提供了一种CdSeS量子点纳米颗粒，该CdSeS量子点纳米颗粒中Cd∶Se∶S的摩尔比例为1∶x∶y，其中0.001≤x≤0.1，0.1≤y≤10。随着x和y的变化，该CdSeS量子点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CdSeS量子点纳米颗粒，其特征在于所述CdSeS量子点纳米颗粒中Cd∶Se∶S的摩尔比例为1∶x∶y，其中0.001≤x≤0.1，0.1≤y≤10，并且其中随着x和y的变化，所述CdSeS量子点纳米颗粒在450-700nm的范围内具有不同的光致发光谱，并且半峰宽在25-40nm的范围内。2.根据权利要求1所述的CdSeS量子点纳米颗粒，其特征在于随着x和y的变化，所述CdSeS量子点纳米颗粒在470-620nm的范围内具有不同的光致发光谱。3.根据权利要求1所述的CdSeS量子点纳米颗粒，其特征在于所述CdSeS量子点纳米颗粒的光致发光谱半峰宽小于38nm。4.根据权利要求1所述的CdSeS量子点纳米颗粒，其特征在于其中0.003≤x≤0.08，0.2≤y≤6。5.一种制备CdSeS量子点纳米颗粒的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将无机镉化合物、脂肪酸和长链三烃基胺在惰性气体的保护下加热到200-350℃，得到溶液A；(2)将S、Se的三烃基膦混合溶液注入到步骤(1)中得到的溶液A中，使其发生反应，得到CdSeS量子点纳米颗粒与所述长链三烃基胺的混合物B；(3)除去未反应物、杂质和反应溶剂，得到CdSeS量子点纳米颗粒。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于进一步包括步骤(4)：将步骤(3)中得到的量子点真空干燥。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤(1)中，所述无机镉化合物是氧化镉、氯化镉或碳酸镉。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于在步骤(1)中，基于1mol所述无机镉化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙印林，张伟，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：