近红外CdHgTe和CdHgTe/CdS荧光量子点的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种近红外ＣｄＨｇＴｅ和ＣｄＨｇＴｅ／ＣｄＳ荧光量子点的合成方法，以水为溶剂，以镉盐、汞盐和碲氢化钠为反应前驱体，以巯基类化合物为稳定剂，通过加热直接合成ＣｄＨｇＴｅ量子点，发光位置在６００－９００纳米，量子产率１０－３０％，发射峰半峰宽４０－７０纳米。然后在ＣｄＨｇＴｅ量子点中注入镉盐、硫化物和巯基化合物，通过加热得到ＣｄＨｇＴｅ／ＣｄＳ核壳量子点，荧光光谱红移１０－２０纳米，光稳定性得到提高。本发明专利技术方法步骤简单，条件温和，合成的ＣｄＨｇＴｅ和ＣｄＨｇＴｅ／ＣｄＳ量子点发光位置在近红外区、量子产率高、发射光谱窄而且可调，在细胞成像和组织成像上有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种近红外CdHgTe和CdHgTe/CdS荧光量子点的合成方法，属于纳米材料制备技术及生物分析检测

技术介绍
由于生物体在近红外区(700-900纳米)具有较小的吸收和自荧光，因此近红外光在生物组织中有较好的穿透性和较高的灵敏度，在细胞成像和组织成像上有广泛的应用前景。然而，传统的近红外荧光染料合成价格昂贵，易光漂白，给实际应用带来诸多不便。目前，荧光量子点由于具有宽激发、窄发射、量子产率高和光稳定性好等优点，已经引起了人们的广泛关注。人们开始将近红外荧光量子点，如InAs/ZnS，InAsxP1-x/ZnSe，CdTe/CdS Type-II量子点应用于研究前哨淋巴结的分布，肿瘤检测等领域。目前，合成近红外量子点主要采用有机金属法，反应所需步骤多，条件苛刻，需要无水、无氧、高温，所用到的试剂价格昂贵并且毒性大，有的甚至易爆炸。这给合成近红外量子点带来了许多困难，极大的限制了应用。Rogach等人在水溶液中采用巯基乙酸为稳定剂，先合成CdTe量子点，再逐渐加入Hg2+、Cd2+和H2Te，形成CdTe/CdHgTe合金量子点(PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASICRESEARCH 224(1)：153-158)。该方法制得的量子点虽然发射峰位于近红外区，但峰形太宽，不能得到窄而对称的荧光发射。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提出一种在水相中合成CdHgTe和CdHgTe/CdS荧光量子点的新方法，该方法步骤简单、条件温和，合成的CdHgTe和CdHgTe/CdS荧光量子点发光位置在近红外区、量子产率高、发射光谱窄而且可调。为实现上述目的，本专利技术以水为溶剂，以镉盐、汞盐和碲氢化钠为反应前-->驱体，以巯基类化合物为稳定剂，通过加热直接合成CdHgTe量子点，发光范围在600-900纳米，量子产率10-30％，发射峰半峰宽40-70纳米。然后在CdHgTe量子点中注入镉盐、硫化物和巯基化合物，通过加热得到CdHgTe/CdS核壳量子点，荧光光谱红移10-20纳米，光稳定性得到提高。本专利技术的方法具体包括以下步骤：1、碲氢化钠的制备将碲粉、硼氢化钠和超纯水放在烧瓶中反应。其中，碲粉和硼氢化钠的摩尔比为1∶4至4∶1。经过5-12小时的反应，黑色的碲粉逐渐消失，烧瓶底部出现白色的硼酸钠沉淀。小心的将烧瓶中的上层清液转移至装有已经除过气的超纯水中的烧瓶中，制备得到碲氢化钠溶液。2.近红外CdHgTe量子点的水相合成以水为溶剂，将浓度为0.00001-0.1摩尔/升水溶性镉盐、汞盐和巯基化合物混合，调节pH为7.0-12.0，其中镉盐和汞盐的摩尔比为1∶50至1∶5，镉盐和汞盐总量和巯基化合物的摩尔比为1∶5至2∶1。然后，注入碲氢化钠溶液，镉盐和汞盐总量和碲氢化钠的摩尔比为10∶1至1∶4，得到CdHgTe前体溶液。取10-60毫升CdHgTe前体溶液放入微波反应器，调节反应温度为80-140摄氏度，反应时间为5分钟-10小时，得到CdHgTe合金量子点溶液，其中近红外量子点的发光范围在600-900纳米。3.CdHgTe/CdS核壳量子点的制备将镉盐、硫化物和巯基化合物混合，调节溶液pH值在7.0-12.0，制备得到CdS前驱体，其中镉盐和硫化物的摩尔比为1∶1至2∶1，镉盐和巯基化合物的摩尔比为1∶1至1∶5。将得到的CdS前驱体注入到CdHgTe合金量子点溶液中，控制CdS前驱体中S的量和CdHgTe量子点中Te的量的摩尔比为2∶1至1∶10。制得的溶液在80-100摄氏度下加热30-120分钟，得到CdHgTe/CdS核壳结构量子点。本方法所述的镉盐包括硝酸镉、高氯酸镉、氯酸镉、醋酸镉、硫酸镉、碘酸镉、氯化镉、碘化镉、溴化镉、碳酸镉，等。-->所述的汞盐包括高氯酸汞、氯酸汞、醋酸汞、氯化汞、硝酸汞，等。所述硫化物包括硫化钠、硫化钾、硫化氨，硫脲，硫代乙酰胺，等。所述巯基化合物包括：巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、巯基乙酸盐、巯基丙酸盐、巯基丁酸盐、半胱氨酸、胱氨酸、硫代甘油、巯基乙醇、巯基丙醇、2，3-二巯基-1-丙醇、二-巯基丙酸等。本专利技术方法步骤简单，条件温和，合成的CdHgTe和CdHgTe/CdS量子点发光位置在近红外区、量子产率高、发射光谱窄而且可调，在细胞成像和组织成像上有广泛的应用前景。具体实施方式以下通过几个具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。实施例11.碲氢化钠的制备将80毫克碲粉、80毫克硼氢化钠和2毫升水放在一个10毫升的小烧瓶中，反应的小烧瓶口立即用橡皮塞密封，同时在橡皮塞上插一个长针头，以便释放反应产生的氢气。在室温下反应8小时，黑色的碲粉逐渐消失，烧瓶底部出现白色的硼酸钠沉淀。小心的将烧瓶中的上层清液转移至装有已经除过气的超纯水中的100毫升烧瓶中，制备得到6.25毫摩尔/升的碲氢化钠溶液。2.近红外CdHgTe量子点的水相合成将0.125毫摩尔氯化镉和0.025毫摩尔氯化汞溶于90毫升超纯水中，加入0.625毫摩尔巯基丙酸并调节pH值至9.0，注入6.25毫摩尔/升的NaHTe溶液10毫升，这时得到CdHgTe前体溶液，溶液呈橙黄色。将此前体溶液放入微波反应器反应，在120摄氏度下加热30分钟，得到荧光发射峰在700纳米，量子产率20％的近红外CdHgTe量子点。3.CdHgTe/CdS核壳量子点的制备将0.125毫摩尔氯化镉、0.125毫摩尔硫化钠和0.125毫摩尔巯基丙酸溶解于10毫升水中，调节pH值至9.0，将得到的CdS前驱体注入反应得到的CdHgTe量子点溶液中，在80摄氏度下加热60分钟，得到CdHgTe/CdS核壳量子点，荧-->光发射峰位置红移10纳米，量子产率变化不大。实施例21.碲氢化钠的制备将0.4g碲粉、0.3g硼氢化钠和10毫升水放在一个25毫升的小烧瓶中，反应的小烧瓶口立即用橡皮塞密封，同时在橡皮塞上插一个长针头，以便释放反应产生的氢气。在室温下反应12小时，黑色的碲粉逐渐消失，烧瓶底部出现白色的硼酸钠沉淀。小心的将烧瓶中的上层清液转移至装有已经除过气的超纯水中的100毫升烧瓶中，制备得到0.0313摩尔/升的碲氢化钾溶液。2.近红外CdHgTe量子点的水相合成将6.25毫摩尔高氯酸镉、3.13毫摩尔高氯酸汞和28毫摩尔巯基乙酸溶于90毫升超纯水中，调节该溶液的pH值为11.0，并注入配好的0.0313摩尔/升的碲氢化钾10毫升，这时得到CdHgTe前体溶液，溶液呈橙黄色。将此前体溶液放在微波反应器中反应，在130摄氏度下加热30分钟，得到荧光发射峰在800纳米，量子产率15％的近红外CdHgTe量子点。3.CdHgTe/CdS核壳量子点的制备将1.25毫摩尔高氯酸镉、0.625毫摩尔硫代乙酰胺和1.25毫摩尔巯基乙酸溶于10毫升超纯水中，调节pH值为11.0，将得到的CdS前驱体注入反应得到的CdHgTe量子点溶液中，在100摄氏度下加热30分钟，得到CdHgTe/CdS核壳量子点。实施例31.碲氢化钠的制备将0.64g碲粉、0.64g硼氢化钠和20毫升水放在一个25毫升的小烧瓶中，反应的小烧瓶口立即用橡皮塞密封，同时在橡皮塞上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外ＣｄＨｇＴｅ荧光量子点的合成方法，其特征在于包括如下步骤：（１）碲氢化钠的制备：将碲粉、硼氢化钠和超纯水放在烧瓶中反应，其中碲粉和硼氢化钠的摩尔比为１∶４至４∶１，反应５－１２小时后，黑色的碲粉逐渐消失，烧瓶底部出现白色的 硼酸钠沉淀，将烧瓶中的上层清液转移至装有已经除过气的超纯水中的烧瓶中，制备得到碲氢化钠溶液；（２）近红外ＣｄＨｇＴｅ量子点的水相合成：以水为溶剂，将浓度为０．００００１－０．１摩尔／升水溶性镉盐、汞盐和巯基化合物混合，调节ｐＨ为７． ０－１２．０，其中镉盐和汞盐的摩尔比为１∶５０至１∶５，镉盐和汞盐总量和巯基化合物的摩尔比为１∶５至２∶１。然后，注入配好的碲氢化钠溶液，镉盐和汞盐总量和碲氢化钠的摩尔比为１０∶１至１∶４，得到ＣｄＨｇＴｅ前体溶液，取１０－６０毫升ＣｄＨｇＴｅ前体溶液放入微波反应器，调节反应温度为８０－１４０摄氏度，反应时间为５分钟－１０小时，得到ＣｄＨｇＴｅ合金量子点溶液，其中近红外量子点的发光范围在６００－９００纳米。

【技术特征摘要】
1、一种近红外CdHgTe荧光量子点的合成方法，其特征在于包括如下步骤：(1)碲氢化钠的制备：将碲粉、硼氢化钠和超纯水放在烧瓶中反应，其中碲粉和硼氢化钠的摩尔比为1∶4至4∶1，反应5-12小时后，黑色的碲粉逐渐消失，烧瓶底部出现白色的硼酸钠沉淀，将烧瓶中的上层清液转移至装有已经除过气的超纯水中的烧瓶中，制备得到碲氢化钠溶液；(2)近红外CdHgTe量子点的水相合成：以水为溶剂，将浓度为0.00001-0.1摩尔/升水溶性镉盐、汞盐和巯基化合物混合，调节pH为7.0-12.0，其中镉盐和汞盐的摩尔比为1∶50至1∶5，镉盐和汞盐总量和巯基化合物的摩尔比为1∶5至2∶1。然后，注入配好的碲氢化钠溶液，镉盐和汞盐总量和碲氢化钠的摩尔比为10∶1至1∶4，得到CdHgTe前体溶液，取10-60毫升CdHgTe前体溶液放入微波反应器，调节反应温度为80-140摄氏度，反应时间为5分钟-10小时，得到CdHgTe合金量子点溶液，其中近红外量子点的发光范围在600-900纳米。2、一种近红外CdHgTe/CdS荧光量子点的合成方法，其特征在于包括如下步骤：(1)碲氢化钠的制备：将碲粉、硼氢化钠和超纯水放在烧瓶中反应，其中碲粉和硼氢化钠的摩尔比为1∶4至4∶1，反应5-12小时后，黑色的碲粉逐渐消失，烧瓶底部出现白色的硼酸钠沉淀，将烧瓶中的上层清液转移至装有已经除过气的超纯水中的烧瓶中，制备得到碲氢化钠溶液；(2)近红外CdHgTe量子点的水相合成：以水为溶剂，将浓度为0.00001-0.1摩尔/升水溶性镉盐、汞...

【专利技术属性】
技术研发人员：任吉存，钱惠锋，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]