一种掺杂量子点的制备方法及其应用技术

一种掺杂量子点的制备方法及其应用，属于荧光检测领域。掺杂量子点主要通过热分解法制备，并且该制备方法包括：采用热分解法、并且在该热分解法的过程中引入稀土源参与反应，以形成掺杂了稀土元素的脂溶性量子点；对所述脂溶性量子点进行改性，从而获得水溶性量子点。该方法易于实施，所制作的量子点可以提高荧光检测的灵敏度。测的灵敏度。测的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂量子点的制备方法及其应用


[0001]本申请涉及荧光检测领域，具体而言，涉及一种掺杂量子点的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着现代工业的快速发展，化工废水造成的水体污染愈发严重。工业废水中的铁离子通过食物链不断地累计，最终转移到人体中。铁元素过量累积于人体中，会引起人体的肝脏纤维化/细胞突变等疾病，从而危害到人体健康。
[0003]因此，水体中铁离子的痕量检测对人体健康和生态环境均具有重大意义。
[0004]目前，三价铁离子的检测分析方法需要昂贵的仪器和专业检测技术人员，并且操作复杂、成本高昂。
[0005]因此，需要使用能够替代检测分析方法的手段。
[0006]由于成本低、响应时间短、操作简单、选择性和灵敏性高等方面的优势，荧光检测法在工业废水中铁离子的检测中的应用获得广泛关注。

技术实现思路

[0007]本申请提供了一种能够应用荧光检测的掺杂量子点的制备方法及其应用。
[0008]本申请是这样实现的：
[0009]在第一方面，本申请的示例提供了一种应用于荧光检测的掺杂量子点的制备方法。该掺杂量子点制备方法包括采用热分解法、并且在该热分解法的过程中引入稀土源参与反应，以形成掺杂了稀土元素的脂溶性量子点。
[0010]在本申请的一些示例中，采用热分解法、并且在过程中引入稀土源参与反应，以形成掺杂了稀土元素的脂溶性量子点的方法包括：制备非掺杂量子点，以形成第一反应体系；将稀土源加入到第一反应体系中进行掺杂反应。
[0011]在本申请的一些示例中，制备非掺杂量子点，以形成第一反应体系包括：配制阳离子前驱体和阴离子前驱体；将阴离子前驱体加入到加热的阳离子前驱体中进行反应。
[0012]在本申请的一些示例中，在将稀土源加入到第一反应体系之前，第一反应体系经历了降温过程。
[0013]在第二方面，本申请的示例提供了一种采用上述方法所获得掺杂量子点的应用。该应用的方式为将所制备的脂溶性量子点进行改性，以获得经过纯化分离的水溶性量子点，并且将所述水溶性量子点分散于水中形成荧光检测试剂。
[0014]在第三方面，本申请的示例提供了一种应用于荧光检测的掺杂量子点的制备方法。该制备方法包括：将镉源、配体和有机溶剂在惰性条件下混合，得到原料混合物；向加热到第一温度的原料混合物中，注入硒源进行反应，以形成脂溶性的非掺杂量子点溶液；将稀土源加入到降温至第二温度的非掺杂量子点溶液中继续反应，以形成脂溶性的掺杂量子点溶液，其中，第二温度小于第一温度；对来自于脂溶性的掺杂量子点溶液中的脂溶性掺杂量子点改性，以形成水溶性的掺杂量子点。
[0015]在本申请的一些示例中，惰性条件是通过封闭的真空的环境提供、或通过封闭且充满惰性气体的环境提供。
[0016]可选地，惰性气体为氮气或氩气。
[0017]在本申请的一些示例中，对来自于脂溶性的掺杂量子点溶液中的脂溶性掺杂量子点改性的方法包括：从脂溶性的掺杂量子点溶液获得纯化的脂溶性掺杂量子点；将纯化的脂溶性掺杂量子点配制为有机溶液；向有机溶液中加入转换试剂，使脂溶性掺杂量子点转换为水溶性的掺杂量子点。
[0018]在本申请的一些示例中，从脂溶性的掺杂量子点溶液中获得纯化的脂溶性掺杂量子点的方法包括：利用沉淀剂和萃取剂，使脂溶性的掺杂量子点溶液中形成沉淀，并将沉淀分离。
[0019]可选地，沉淀剂包括甲醇或乙醇，萃取剂包括正己烷或三氯甲烷。
[0020]在本申请的一些示例中，将纯化的脂溶性掺杂量子点配制为有机溶液的方法包括：将纯化的脂溶性掺杂量子点溶解在极性的有机溶剂中。
[0021]可选地，极性的有机溶剂包括正己烷；
[0022]在本申请的一些示例中，转换试剂包括二甲氨基吡啶溶解在二甲亚砜获得的溶液。
[0023]在本申请的一些示例中，镉源为镉的化合物，镉的化合物包括氧化镉、醋酸镉和硬脂酸镉中的一种或多种的组合；配体包括磷酸正十八酯；有机溶剂包括1
‑
十八烯、液体石蜡、三辛胺和三正辛基氧膦中的一种或多种；硒源包括硒溶解在1
‑
十八烯或三正辛基磷所获得的溶液；稀土源包括稀土元素的氧化物、醋酸盐和硝酸盐中的一种或多种，可选地，稀土元素为铽。
[0024]在本申请的一些示例中，在对来自于脂溶性的掺杂量子点溶液中的脂溶性掺杂量子点改性，以形成水溶性的掺杂量子点的步骤中，水溶性的掺杂量子点存在于液体反应体系中，且通过清洗后、经分离和干燥而为固体产物。
[0025]可选地，清洗操作使用的清洗剂为氢氧化钠的水溶液。
[0026]在以上实现过程中，本申请实施例提供的掺杂量子点，由于在其中引入了稀土元素(例如镧系元素)，从而使其具有较高的荧光效率，并因此能够被用于提高荧光检测的灵敏度，例如检测水体中的三价铁离子。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0028]图1为本申请示例中铽掺杂硒化镉量子点在检测不同浓度的三价铁离子时的荧光发射谱图；
[0029]图2为本申请示例中的一种示例性的掺杂量子点的透射电镜照片；
[0030]图3为不同金属阳离子对本申请示例方案中的掺杂量子点溶液的荧光衰减对比图；
[0031]图4为本申请实施例1中的稀土掺杂量子点与未掺杂的量子点的荧光强度对比图。
具体实施方式
[0032]下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0033]以下针对本申请实施例的一种掺杂量子点的制备方法进行具体说明：
[0034]在荧光检测法中，需要使用一类荧光物质。作为一种能够表现出荧光特性的一些量子点材料，就成为了荧光检测中的一种重要的备选材料。
[0035]量子点是纳米晶体颗粒，具有宽激发光谱和窄发射光谱，并且还具有光稳定性和化学稳定性强、荧光寿命长等优点。因此，非常适合做荧光检测的检测剂。
[0036]为了提高量子点的荧光特性，人们谋求对量子点改性。有鉴于此需求，在本申请，专利技术人提出了使用稀土元素(如镧系元素)对本征的量子点进行掺杂改性；图2为一种基于本申请的方案所获得的一种示例性的掺杂量子点的投射电镜照片。
[0037]镧系元素具有特殊的4f电子层结构和稳定的亚激发态，从而具有宽的发射光谱带，尖锐发射峰等有优异的应光性能。因此，专利技术人通过将镧系稀土元素掺杂到本征的量子点中，结合量子点和镧系稀土元素的荧光特性，获得具有改善的荧光效率的掺杂量子点。
[0038]作为该被改性的掺杂量子点的一种应用示例，其可以对水体中三价铁离子浓度的检测，并且具有实时检测、灵敏度高、操作简单和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂量子点的制备方法，所述掺杂量子点应用于荧光检测，其特征在于，所述掺杂量子点的制备方法包括：采用热分解法、并且在该热分解法的过程中引入稀土源参与反应，以形成掺杂了稀土元素的脂溶性量子点。2.根据权利要求1所述的掺杂量子点的制备方法，其特征在于，所述采用热分解法、并且在过程中引入稀土源参与反应，以形成掺杂了稀土元素的脂溶性量子点的方法包括：制备非掺杂量子点，以形成第一反应体系；将所述稀土源加入到所述第一反应体系中进行掺杂反应。3.根据权利要求2所述的掺杂量子点的制备方法，其特征在于，所述制备非掺杂量子点，以形成第一反应体系包括：配制阳离子前驱体和阴离子前驱体；将所述阴离子前驱体加入到加热的阳离子前驱体中进行反应；可选地，在将所述稀土源加入到所述第一反应体系之前，所述第一反应体系经历了降温过程。4.一种根据权利要求1至3中任意一项所述的掺杂量子点的制备方法所获得的掺杂量子点的应用，其特征在于，对所述脂溶性量子点进行改性，以获得经过纯化分离的水溶性量子点，并且将所述水溶性量子点分散于水中形成荧光检测试剂。5.一种掺杂量子点的制备方法，所述掺杂量子点应用于荧光检测，其特征在于，所述制备方法包括：将镉源、配体和有机溶剂在惰性条件下混合，得到原料混合物；向加热到第一温度的所述原料混合物中，注入硒源进行反应，以形成脂溶性的非掺杂量子点溶液；将稀土源加入到降温至第二温度的所述非掺杂量子点溶液中继续反应，以形成脂溶性的掺杂量子点溶液，其中，所述第二温度小于所述第一温度；对来自于所述脂溶性的掺杂量子点溶液中的脂溶性掺杂量子点改性，以形成水溶性的掺杂量子点。6.根据权利要求5所述的掺杂量子点的制备方法，其特征在于，所述惰性条件是通过封闭的真空的环境提供、或通过封闭且充满惰性气体的环境提供；可选地，所述惰性气体为氮气或氩气。7.根据权利要求5所述的掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁凯旋，宋斌，姚琪，孙培川，
申请(专利权)人：合肥福纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：