一种量子点及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种量子点及其制备方法，该方法包括：将硫粉加入１－十八碳烯中，混合，得到硫前体溶液；将Ｚｎ盐、Ｍ盐、Ｉｎ盐和有机包覆剂加入１－十八碳烯中，加热，得到透明溶液，所述Ｍ盐为Ｃｕ盐或Ａｇ盐；将所述透明溶液在保护性气体条件下加热，然后与硫前体溶液混合，反应，得到ＺｎｘＭｙＩｎＳ１．５＋ｘ＋０．５ｙ量子点。本发明专利技术提供的制备方法合成条件简单安全。本发明专利技术制备的量子点不含Ｃｄ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ａｓ等高毒性元素，具有较好的生物相容性。并且，本方法制备的量子点荧光强度高，可作为荧光探针与生物分子结合，可应用于活体细胞成像、蛋白质、病毒或酶的跟踪监测、ＤＮＡ分析及生物传感和疾病诊断等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子点
，更具体地说，涉及。技术背景量子点，又称为纳米晶，是一类由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒，具有 发光性能和电学性能。量子点是一种零维半导体纳米晶体，直径为1 12nm，近似球型，可 分散于水或有机溶剂中形成胶体。由于量子点的尺寸接近甚至小于相应半导体体相材料的 电子-空穴对的波尔半径，受激发时产生的电子和空穴被限制在狭小的三维空间，因而表 现出量子限制效应。量子限制效应使量子点具有量子化的价带和导带，量子化的能带能量 导致分立的、依赖于量子点尺寸的发射光谱，从而可获得一种可精确调节荧光发射波长的 发射体，因此，量子点可以用作发光材料。量子点用作发光材料时，具有激发波长范围宽、发射波长范围窄、发光稳定性高、 摩尔消光系数大和荧光量子效率高等特点，广泛应用于光电器件和生命科学领域，尤其在 生物学及生物医学等领域有着巨大的需求。但是，随着量子点的不断发展，材料的安全性和有效性逐渐被提上了日程，即不仅 要求量子点有好的稳定性、单分散性及高效荧光特性以外，还要求其具有低的毒性，因此， 量子点的制备一直以来都是国内外研究的热点。现有技术中报道的量子点大多含有Cd、Pb、 Hg、As等毒性较大的元素。例如，公开号为CN1306002C的中国专利文献公开了一种含有碲 化镉荧光量子点的二氧化硅荧光微球及其制备方法，以水溶性碲化镉荧光量子点、氨水混 合物为水相，非极性有机溶剂为油相，非离子型表面活性剂为乳化剂形成反相微乳液，常温 下水解硅氧烷，一步反应得到核-壳结构的二氧化硅荧光微球，然后经过沉淀、分离后得到 具有单个碲化镉荧光量子点的二氧化硅微球。随着社会的进步，含有Cd、HKHg、AS等非环 保元素的量子点将逐渐被淘汰，合成毒性较小的量子点势在必行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供，该方法 制备的量子点不含高毒性元素，生物相容性好。本专利技术提供一种量子点，具有如式I所示的化学式ZnxMyInS1.5+x+0.5y式I，其中，M为 Cu 或 Ag，0 < χ < 1，0 ≤ y < 1。优选的，0.15 ≤ χ≤ 0. 5。优选的，0≤y≤0.5。本专利技术还提供一种量子点的制备方法，包括将硫粉加入1-十八碳烯中，混合，得到硫前体溶液；将S1盐、M盐、In盐和有机包覆剂加入1_十八碳烯中，加热，得到透明溶液，所述M盐为Cu盐或Ag盐；将所述透明溶液在保护性气体条件下加热，然后与硫前体溶液混合，反应，得到 ZnxMyInS1 5+x+0 5y 里〒/^、。优选的，所述ai盐为乙酸锌、硬脂酸锌或乙酰丙酮锌。优选的，所述Cu盐为乙酸铜、乙酰丙酮铜、碘化铜、碘化亚铜或乙酸亚铜。优选的，所述Ag盐为乙酸银、硝酸银或乙酰丙酮银。优选的，所述h盐为硝酸铟、氯化铟、乙酸铟或乙酰丙酮铟。优选的，所述有机包覆剂为油酸、硬脂酸、三辛基膦、三辛基氧化膦、十二烷基胺、 十六烷基胺和十二烷基硫醇中的一种或几种。优选的，所述有机包覆剂与所述Si盐、M盐、In盐的摩尔总量的比为5 20 1。优选的，所述得到透明溶液的温度为80 220°C。优选的，所述得到SixMJnS1^b量子点的反应温度为100 280°C，反应时间为 1 100分钟。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供，该方法包括 将硫粉加入1-十八碳烯中，混合，得到硫前体溶液；将盐、M盐、In盐和有机包覆剂加入 1-十八碳烯中，加热，得到透明溶液，所述M盐为Cu盐或Ag盐；将所述透明溶液在保护性 气体条件下加热，然后与硫前体溶液混合，反应，得到ZnxM>Su+x+(^yfi子点。本专利技术提供 的制备方法合成条件简单安全。本专利技术制备的量子点不含Cd、HKHg、AS等高毒性元素，具 有较好的生物相容性。并且，本方法制备的量子点荧光强度高，可作为荧光探针与生物分子 结合，可应用于活体细胞成像、蛋白质、病毒或酶的跟踪监测、DNA分析及生物传感和疾病诊 断等。附图说明 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。射光谱图1为本专利技术实施例2制备的Sia25CuaiInS1. 图2为本专利技术实施例2制备的Sia25CuaiInS1. 图3为本专利技术实施例2制备的Zn0 25Cu0 JnS1图4为本专利技术实施例4制备的Zna25A^1InS1 图5为本专利技术实施例4制备的Zna25A^1InS1 图6为本专利技术实施例4制备的Zna25A^1InS1量子点的XRD图谱； 量子点的TEM图谱； s量子点的吸收光谱、激发光谱和发量子点的XRD图谱； 量子点的TEM图谱； 量子点的吸收光谱和发射光谱。具体实施方式 下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开了一种量子点的制备方法，包括将硫粉加入1-十八碳烯中，混合，得到硫前体溶液；将Si盐、M盐、In盐、有机包覆剂加入1_十八碳烯中，加热，得到透明溶液，所述M 盐为Cu盐或Ag盐；将所述透明溶液在保护性气体条件下加热，然后与硫前体溶液混合，反应，得到 ZnxMyInS1 5+x+0 5y 里〒/^、。按照本专利技术，所述得到硫前体溶液中混合方式优选采用超声分散的方法使硫粉溶 解于1-十八碳烯中。所述Si盐为乙酸锌、硬脂酸锌或乙酰丙酮锌。所述Cu盐为乙酸铜、 乙酰丙酮铜、碘化铜、碘化亚铜或乙酸亚铜。所述Ag盐为乙酸银、硝酸银或乙酰丙酮银。所 述化盐为硝酸铟、氯化铟、乙酸铟或乙酰丙酮铟。本专利技术采用的Si盐、Cu盐、Ag盐和h盐 可以提供不同的反应性质，从而在反应中采用适当的金属盐组合可以提高产物量子点的光 谱性质和量子产率。所述有机包覆剂为油酸、硬脂酸、三辛基膦、三辛基氧化膦、十二烷基胺、十六烷基 胺和十二烷基硫醇中的一种或几种。所述有机包覆剂与所述Si盐、M盐、In盐的摩尔总量 的比优选为5 20 1，更优选为8 20 1，最优选为10 20 1。所述得到透明溶液 的温度优选为80 220°C，更优选为100 200°C，最优选为120 180°C。所述有机包覆 剂可以调节反应体系中各种金属离子的反应活性，使各种金属离子在体系中具有相似的反 应活性；并且，有机包覆剂包覆于量子点表面可调节量子点的粒径和形貌，并对量子点具有 稳定作用，使量子点在溶剂中形成稳定的胶体溶液。本专利技术不仅可以通过改变SuCu或Ag 的含量来改变量子点的荧光波长，还可以通过改变有机包覆剂的组成和含量来改变量子点 的荧光波长。所述保护性气体优选为氮气。所述得到SixMJnS1^5y量子点的反应温度优选为 100 280°C，更优选为120 250°C，最优选为150 200°C。所述反应时间优选为1 100分钟，更优选为5 80分钟，最优选为10 50分钟。本专利技术制备的量子点不含Cd、Pb、Hg、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子点，其特征在于，具有如式Ⅰ所示的化学式：Ｚｎ↓［ｘ］Ｍ↓［ｙ］ＩｎＳ↓［１．５＋ｘ＋０．５ｙ］式Ⅰ，其中，Ｍ为Ｃｕ或Ａｇ，０＜ｘ＜１，０≤ｙ＜１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀荣，冯建，李亚丽，杨帆，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]