一种发射光谱可调的量子点及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种发射光谱可调的量子点，具有式(I)所示的化学式：CdxInSy(I)；其中，0＜x≤1；0.5≤y≤5。本发明专利技术以镉盐、铟盐和硫为原料，用有机包覆剂对镉盐和铟盐进行包覆，加热使其与硫反应，得到发射光谱可调的量子点。本发明专利技术提供的量子点在粒径相同或相似的条件下，通过对其组成元素的原子比进行调节，得到具有不同的发射光谱峰的量子点。在本发明专利技术中，可以通过改变有机包覆剂的组成和/或用量，也可以通过改变加热反应的温度和/或时间得到原子比不同的量子点，从而调节其发射光谱，使其在粒径相同或相似的条件下具有不同的发光颜色，本发明专利技术提供的量子点的发光颜色从蓝色到红色具有良好的可调节性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及。
技术介绍
量子点是一种粒径为Inm 12nm的纳米晶体，通常是由II VI族或III V族元素组成的纳米颗粒。与通常的有机染色剂相比，量子点的光致发光具有如下特征宽的激发谱和窄而对称的发射峰；较高的荧光强度和良好的光稳定性；低波长方向的宽带吸收; 较强的抵抗光降解和化学降解能力；耐光漂白的性能；良好的生物相容性和较长的荧光寿命等优越的荧光特性。由于具有以上独特的发光性能，量子点成为了一种理想的荧光探针， 在生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因组学、蛋白质组学、药物筛选、生物大分子相互作用的研究中，如在活体细胞成像、蛋白质、病毒或酶的跟踪监测以及DNA分析、生物传感和疾病诊断等方面具有广阔的应用前景。量子点的半径小于相应的半导体体相材料的电子-空穴对的波尔半径，因而表现出量子限制效应，因此量子点具有量子化的价带和导带，从而使量子点具有可精确调节的荧光发射波长。量子点的能量值取决于纳米晶体的粒径大小，因此其发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制，从而通过对量子点的尺寸的调节可以使其发射光谱覆盖整个可见光区，如CdTe量子点，当它的粒径从2. 5nm生长到4. Onm时，得到的量子点的发射波长可以从61Onm红移到660nm。对同一生物体系来说，为了对比研究结果，常采用具有不同发射光谱的量子点对不同条件下的实验对象进行荧光标记，从而得到不同颜色的标记实验对象，有利于根据颜色的不同来区分不同的研究条件下得到的结果，从而能够清晰地得到不同研究条件对实验结果的影响。由于量子点的粒径决定其能量值，从而决定其发射光谱的位置，因此在现有技术中，常采用改变量子点粒径的方法来制备不同发射光谱的量子点，然而应用不同粒径的量子点对不同研究条件下的实验对象进行标记，其粒径也会对研究结果造成影响，导致对同一实验对象的研究结果缺乏可比性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，本专利技术提供的量子点在粒径相同或相似的情况下，具有不同的发射光谱，从而使其具有不同的发光颜色， 发光颜色从蓝色到红色具有良好的可调性。本专利技术提供一种发射光谱可调的量子点，具有式(I)所示的化学式CdxInSy ⑴；其中，0< X ≤ I ；0. 5≤ y ≤50优选的，0.01 ≤ X≤ 0. 6。优选的，0.6≤y≤3。本专利技术提供一种发射光谱可调的量子点的制备方法，包括以下步骤将镉盐、铟盐和有机包覆剂溶于有机溶剂中，得到混合溶液；将所述混合溶液与硫的有机溶液混合，加热反应后得到发射光谱可调的量子点。优选的，所述镉盐为硝酸镉、氯化镉、碘化镉、乙酸镉和乙酰丙酮镉中的一种或两种以上的混合物。优选的，所述铟盐为硝酸铟、氯化铟、碘化铟、乙酸铟和乙酰丙酮铟中的一种或两种以上的混合物。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TK烧基胺和十_■烧基硫醇中的一种或两种以上的混合物。优选的，所述有机溶剂为烯烃或烯烃衍生物。优选的，所述有机包覆剂与所述镉盐和铟盐的摩尔总量的比为(I 20) I。优选的，所述反应的温度为150°C 280°C。本专利技术提供一种发射光谱可调的量子点，具有式(I)所示的化学式=CdxInSy(I)； 其中，0 <x^l；0.5^y^5o本专利技术提供的量子点包含三种原子比可调的元素，在量子点的粒径相同或相似的条件下，通过对量子点中原子比的调节，得到发射光谱可调的量子点。在本专利技术提供的制备方法中，将有机包覆剂与镉盐和铟盐混合，所述有机包覆剂能够调节各原料的反应活性，从而可以通过调节有机包覆剂的组成和/或用量来改变得到的量子点中Cd、In和S的比例；本专利技术提供的方法还可以通过调节加热反应的温度和/时间来调节量子点的发射光谱，使得量子点的发射光谱具有多重可调性。本专利技术提供的量子点在粒径相同或相似的情况下，具有不同的发光颜色，量子点的发光颜色从蓝色到红色具有良好的可调节性。实验结果表明，在量子点的半径相同或相似的条件下，随着量子点中Cd含量的增加，量子点的发射光谱峰的波长随之减小，发光颜色从红色变为绿色。另外，本专利技术提供的制备方法具有良好的可控性，得到的量子点具有较好的分散性、稳定性和较高的荧光强度，而且本专利技术提供的制备方法条件简单、安全，易于操作。附图说明图I为本专利技术实施例I制备的量子点的TEM图像；图2为本专利技术实施例I制备的量子点的XRD图谱；图3为本专利技术实施例2制备的量子点的荧光光谱图；图4为本专利技术实施例5得到的Cd含量与量子点荧光发射峰的相关曲线。具体实施例方式本专利技术提供了一种发射光谱可调的量子点，具有式(I)所示的化学式CdxInSy(I)；其中，0<X≤ 1;0. 5 ≤ y ≤ 50本专利技术提供的量子点包含三种元素，Cd、In和S，具有式⑴所示的化学式， 其中，x、y为所述Cd与In的原子比，0 < x < 1，优选的0. 01 < x < 0. 6，更优选的0. 0125 ^ X ^ 0. 3 ；0. 5 ^ y ^ 5，优选的 I 彡 y < 4，更优选的 I. 5 彡 y 彡 3。本专利技术提供的量子点的组成具有良好的可调节性，从而得到Cd、In或S含量不同的量子点，量子点的发射光谱峰会随着各元素含量的不同发生改变，因此在量子点粒径相同或相似的条件下，可以实现对量子点的发射光谱的调节，使得粒径相同或相似的量子点具有不同的发射光谱峰，即具有不同的发光颜色，发光颜色从蓝色到红色具有良好的可调节性。本专利技术提供了一种发射光谱可调的量子点的制备方法，包括以下步骤将镉盐、铟盐和有机包覆剂溶于有机溶剂中，得到混合溶液；将所述混合溶液与硫的有机溶液混合，加热反应后得到发射光谱可调的量子点。在本专利技术中，将镉盐、铟盐和有机包覆剂溶于有机溶剂中，得到混合溶液。本专利技术优选加热所述混合溶液，所述混合溶液变为透明，得到透明溶液。在本专利技术中，所述镉盐优选为硝酸镉、氯化镉、碘化镉、乙酸镉和乙酰丙酮镉中的一种或两种以上的混合物，更优选为硝酸镉、氯化镉和乙酸镉中的一种或两种以上的混合物，最优选为乙酸镉；所述铟盐为硝酸铟、氯化铟、碘化铟、乙酸铟和乙酰丙酮铟中的一种或两种以上的混合物，更优选为硝酸铟、氯化铟、碘化铟和乙酸铟中的一种或两种以上的混合物，最优选为乙酸铟；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两种以上的混合物，更优选为油酸、三辛基膦、十二烷基胺和十二烷基硫醇中的一种或两种以上的混合物，最优选为油酸、十二烷基胺或十二烷基硫醇中的一种或两种的混合物；所述有机溶剂优选为烯烃或烯烃衍生物，更优选为十八碳烯或十六碳烯，最优选为 I-十八碳烯。本专利技术提供的方法在制备量子点的过程中，将有机包覆剂与镉盐和铟盐混合，所述有机包覆剂能够调节各金属离子的反应活性，改变有机包覆剂的组成和/或用量，从而能够改变产物中各金属的比例，因此能够得到各元素原子比不同的量子点，使得量子点具有较好的发射光谱可调性；而且有机包覆剂还能够改变量子点的粒径，使量子点在粒径相同或相似的条件下具有不同的组成，从而得到粒径相同或相似、发射光谱不同的量子点。所述有机包覆剂还能够改变量子点的形貌，并能够使量子点具有良好的稳定性。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀荣，冯建，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：