核壳结构CdSe/CdS量子点及其合成方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种核壳结构CdSe/CdS量子点及其合成方法和用途，以氧化镉和硒粉为前驱体，油酸为配体，液体石蜡为有机溶剂，将镉源快速注入硒源中合成得到CdSe量子点。然后将硫化钠溶液和稀硫酸反应在线生成硫化氢气体为前驱体，并可控导入所合成的CdSe量子点溶液中，在CdSe表面进一步包覆CdS壳形成核壳结构的CdSe/CdS量子点。本发明专利技术量子点产物纯净、CdSe量子点和CdSe/CdS量子点荧光量子产率高；易操作。

Core shell structured CdSe/CdS quantum dots and their synthetic methods and uses

The invention discloses a nuclear shell structure CdSe/CdS quantum dot, as well as its synthesis method and use, with cadmium oxide and selenium powder as precursor, oleic acid as ligand and liquid paraffin as organic solvent, and CdSe quantum dots are synthesized by rapid injection of cadmium source to selenium source. Then the sodium sulfide solution and the dilute sulfuric acid react on line to produce hydrogen sulfide as precursor and can be controlled into the synthesized CdSe quantum dots solution and further coating the CdS shell to form the CdSe/CdS quantum dots of the nuclear shell structure on the surface of the CdSe. The quantum dot product of the invention is pure, CdSe quantum dots and CdSe/CdS quantum dots have high fluorescence quantum yield, and is easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
核壳结构CdSe/CdS量子点及其合成方法和用途
本专利技术涉及一种核壳结构CdSe/CdS量子点及其合成方法和用途。
技术介绍
现有的核壳结构CdSe/CdS量子点的合成方法会引入杂质离子，影响量子点产物的纯净度，量子点产率较低，需要进一步加以改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种量子点产物纯净、CdSe量子点和CdSe/CdS量子点荧光量子产率高的核壳结构CdSe/CdS量子点及其合成方法和用途。本专利技术的技术解决方案是：一种核壳结构CdSe/CdS量子点，其特征是：CdSe/CdS核壳结构量子点的呈单分散，且近似球形，平均直径为3.1nm。一种核壳结构CdSe/CdS量子点的合成方法，其特征是：包括下列步骤：（1）首先，三颈烧瓶中加入1mmol硒粉与50mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至220℃，待硒粉全溶得到硒溶液；与此同时，另一三颈烧瓶中加入20mmol氧化镉、9.6mL油酸和40mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至170℃，氧化镉粉末逐渐溶解生成镉溶液；然后，取10mL镉溶液注入磁力搅拌下的硒溶液中，反应生成CdSe量子点；继续加热保持温度220℃回流30min，使CdSe量子点进一步熟化生长；（2）CdSe量子点合成完成后，将量子点溶液降温至170℃；随后将硫化氢气体导入三颈烧瓶以进一步合成核壳结构的CdSe/CdS量子点；硫化氢气体的产生是通过蠕动泵将10mmolL−1的硫化钠溶液和20mmolL−1的硫酸溶液同时以4.8mL/min的进样速度连续不断的泵入氢化物发生系统中，两种溶液在反应管中混合并反应，然后生成的硫化氢气体在气液分离器中与液体分离后被载气流速为80mL/min的氮气携带进入三颈烧瓶；在磁力搅拌下，硫化氢气体与CdSe量子点反应生成核壳结构的CdSe/CdS量子点；当泵入的硫化钠溶液达到100mL后，关闭蠕动泵；三颈烧瓶中的溶液在磁力搅拌下加热升温至220℃回流30min，使CdSe/CdS量子点进一步熟化生长。所述反应管为聚四氟乙烯管，内径为0.7mm，长度为50cm。一种核壳结构CdSe/CdS量子点在微藻含油量快速检测中的应用，其特征是：包括下列步骤：（1）藻的培养使用：将小球藻利用BG11培养基扩大培养后，又按三种不同条件分类培养藻种，各培养条件如下：A培养于光照培养箱中，光照时间是14h/d，光暗比7：5，光照强度是10000lx，恒温25℃，用BG11液体培养基培养；B处于摇床中，摇床转速是1500r/min，光照时间为12h/d，光暗比是1:1，光照强度为6000lx，有光照时温度为25℃，无光照时为室温，用80%体积分数的BG11培养基和20%体积分数的水混合培养；C培养于普通室内环境，通过BG11培养基提供营养，由碘钨灯提供光源和热源，光照时间为24h/d，温度控制在28—32℃范围内；使用藻液时取对数生长末期藻液，用离心机3500转/分钟离心8分钟后弃上清液，加入PBS缓冲液重悬，3500转/分钟离心8分钟，重复三次洗净藻种后，用PBS缓冲液冲洗出藻种配制成相应浓度藻液待用；（2）吸光度与藻细胞密度的线性关系的确定：利用血球计数板和显微镜数数方法测定藻液细胞密度，同时测定藻液在600nm的光吸收值OD600，得到吸光度与藻细胞密度的线性关系；（3）二甲基亚砜与量子点荧光的测定：取量子点母液2ml、丙酮8ml稀释为6mg/ml的溶液10ml。给四个洗净烘干的锥形瓶依次编号，向其中分别加入①10mlPBS缓冲液、②8mlPBS缓冲液+2ml二甲亚砜、③9mlPBS缓冲液+1ml量子点溶液、④7mlPBS缓冲液+2ml二甲亚砜+1ml量子点溶液；反应五分钟后在380nm激发波长处依次测定四组样品荧光光谱；（4）含有二甲基亚砜与量子点的藻液荧光测定取OD600值为0.445的藻液，向四个洗净烘干的锥形瓶中依次加入①10ml藻液、②9ml藻液+1ml量子点溶液、③8ml藻液+2ml二甲亚砜溶液、④7ml藻液+2ml二甲亚砜+1ml量子点溶液；反应五分钟后，依次于380nm激发波长处扫描测定500nm—710nm发射波长范围内的荧光谱峰，绘制曲线比较分析二甲亚砜和量子点对藻液荧光的影响；（5）最佳量子点浓度的测定取量子点母液，分别稀释为2mg/ml、4mg/ml、6mg/ml、8mg/ml、10mg/ml、12mg/ml浓度待用。取OD600值为0.445的A类藻液；向编号为1—7的锥形瓶中都加入7ml藻液、2ml二甲亚砜；并对应编号分别添加1ml量子点溶液，浓度分别为0mg/ml、2mg/ml、4mg/ml、6mg/ml、8mg/ml、10mg/ml、12mg/ml；反应五分钟，测定各样品荧光值；（6）最佳藻液密度的测定取藻液适量，配制成OD600值分别为0.132、0.224、0.354、0.445、0.519、0.635的藻液待用，依次编号为1—6；向①—⑥号锥形瓶中依次对应编号加入以上藻液各7ml，再分别加入二甲亚砜2ml、8mg/ml量子点溶液1ml，反应五分钟后检测荧光；（7）优势藻种的筛选取OD600为0.519的A、B、C三类藻液，向编号为A、B、C的锥形瓶中依次对应编号加入A、B、C藻液7ml，再分别加入二甲亚砜溶液2ml与8mg/ml量子点溶液1ml；反应五分钟后，于380nm激发波长处测定各样品在500—710nm发射波长范围的荧光曲线；（8）最佳藻液密度的确定：绘制各藻液密度条件下荧光光谱图；藻液密度从0.629×106个/ml增加到4.208×106个/ml时，555nm处相对荧光强度伴随着细胞密度的变化先增后减；藻液密度达到3.284×106个/ml时，相对荧光强度最高，达到969.8；（9）最佳产油藻种的确定：绘制三组藻液的荧光谱峰；C类藻液相对荧光强度最高；A类次之，B类最低；这说明BG11培养基提供营养，碘钨灯提供光源和热源,光照时间为24h/d，温度在28—32℃范围内的培养条件最有利于小球藻的油脂积累。本专利技术量子点产物纯净、CdSe量子点和CdSe/CdS量子点荧光量子产率高；易操作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是CdSe和CdSe/CdS量子点合成装置示意图。图1中GLS为气液分离器。图2是CdSe量子点和CdSe/CdS量子点的紫外可见吸收光谱及荧光光谱图。图3是CdSe/CdS量子点的TEM图。图4是CdSe/CdS量子点的XRD谱图。图5是藻细胞密度与OD600线性关系示意图。图6是二甲亚砜和量子点荧光光谱图。图7是含二甲亚砜与量子点的藻液荧光光谱图。图8是不同浓度量子点作用下藻液荧光光谱图。图9是不同藻液密度荧光光谱图。图10是不同藻液密度荧光光谱图。图11是A、B、C三类藻液荧光光谱图。具体实施方式1、一种核壳结构CdSe/CdS量子点的合成方法，以氧化镉和硒粉为前驱体，油酸为配体，液体石蜡为有机溶剂，将镉源快速注入硒源中合成得到CdSe量子点。然后将硫化钠溶液和稀硫酸反应在线生成硫化氢气体为前驱体，并可控导入所合成的CdSe量子点溶液中，在CdSe表面进一步包覆CdS壳形成核壳结构的CdSe/CdS量子点。合成装置示意图如图5所示。具体合成过程如下所述。首先，三颈烧瓶中加入1mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核壳结构CdSe/CdS量子点，其特征是：CdSe/CdS核壳结构量子点的呈单分散，且近似球形，平均直径为3.1 nm；由下列方法合成得到：（1）首先，三颈烧瓶中加入1 mmol硒粉与50 mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至220℃，待硒粉全溶得到硒溶液；与此同时，另一三颈烧瓶中加入20 mmol氧化镉、9.6 mL油酸和40 mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至170℃，氧化镉粉末逐渐溶解生成镉溶液；然后，取10 mL镉溶液注入磁力搅拌下的硒溶液中，反应生成CdSe量子点；继续加热保持温度220℃回流30 min，使CdSe量子点进一步熟化生长；（2）CdSe量子点合成完成后，将量子点溶液降温至170℃；随后将硫化氢气体导入三颈烧瓶以进一步合成核壳结构的CdSe/CdS量子点；硫化氢气体的产生是通过蠕动泵将10 mmol L

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构CdSe/CdS量子点，其特征是：CdSe/CdS核壳结构量子点的呈单分散，且近似球形，平均直径为3.1nm；由下列方法合成得到：（1）首先，三颈烧瓶中加入1mmol硒粉与50mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至220℃，待硒粉全溶得到硒溶液；与此同时，另一三颈烧瓶中加入20mmol氧化镉、9.6mL油酸和40mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至170℃，氧化镉粉末逐渐溶解生成镉溶液；然后，取10mL镉溶液注入磁力搅拌下的硒溶液中，反应生成CdSe量子点；继续加热保持温度220℃回流30min，使CdSe量子点进一步熟化生长；（2）CdSe量子点合成完成后，将量子点溶液降温至170℃；随后将硫化氢气体导入三颈烧瓶以进一步合成核壳结构的CdSe/CdS量子点；硫化氢气体的产生是通过蠕动泵将10mmolL−1的硫化钠溶液和20mmolL−1的硫酸溶液同时以4.8mL/min的进样速度连续不断的泵入氢化物发生系统中，两种溶液在反应管中混合并反应，然后生成的硫化氢气体在气液分离器中与液体分离后被载气流速为80mL/min的氮气携带进入三颈烧瓶；在磁力搅拌下，硫化氢气体与CdSe量子点反应生成核壳结构的CdSe/CdS量子点；当泵入的硫化钠溶液达到100mL后，关闭蠕动泵；三颈烧瓶中的溶液在磁力搅拌下加热升温至220℃回流30min，使CdSe/CdS量子点进一步熟化生长。2.一种核壳结构CdSe/CdS量子点的合成方法，其特征是：包括下列步骤：（1）首先，三颈烧瓶中加入1mmol硒粉与50mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至220℃，待硒粉全溶得到硒溶液；与此同时，另一三颈烧瓶中加入20mmol氧化镉、9.6mL油酸和40mL液体石蜡，在磁力搅拌下加热至170℃，氧化镉粉末逐渐溶解生成镉溶液；然后，取10mL镉溶液注入磁力搅拌下的硒溶液中，反应生成CdSe量子点；继续加热保持温度220℃回流30min，使CdSe量子点进一步熟化生长；（2）CdSe量子点合成完成后，将量子点溶液降温至170℃；随后将硫化氢气体导入三颈烧瓶以进一步合成核壳结构的CdSe/CdS量子点；硫化氢气体的产生是通过蠕动泵将10mmolL−1的硫化钠溶液和20mmolL−1的硫酸溶液同时以4.8mL/min的进样速度连续不断的泵入氢化物发生系统中，两种溶液在反应管中混合并反应，然后生成的硫化氢气体在气液分离器中与液体分离后被载气流速为80mL/min的氮气携带进入三颈烧瓶；在磁力搅拌下，硫化氢气体与CdSe量子点反应生成核壳结构的CdSe/CdS量子点；当泵入的硫化钠溶液达到100mL后，关闭蠕动泵；三颈烧瓶中的溶液在磁力搅拌下加热升温至220℃回流30min，使CdSe/CdS量子点进一步熟化生长。3.根据权利要求2所述的核壳结构CdSe/CdS量子点的合成方法，其特征是：所述反应管为聚四氟乙烯管，内径为0.7mm，长度为50cm。4.一种核壳结构CdSe/CdS量子点在微藻含油量快速检测中的应用，其特征是：包括下列步骤：（1）藻的培养使用：将小球藻利用BG11培养基扩大培养后，又按三种不同条件分类培养藻种，各培养条件如下：A培养于光照培养箱中，光照时间是14h/d，光暗比7：5，光照强度是10000lx，恒温25℃，用BG11液体培养基培养；B处于摇床中，摇床转速是1500r/min，光照时间为12h/d，光暗比是1:1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勤，贾雪平，石健，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32