高熒光CdTe量子點的快速制備的制作方法

本發(fā)明屬于熒光探針及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種快速制備高熒光性CdTe量子點的實驗方法。

背景技術(shù)：

量子點(Quantum Dot QDs)，也被人們稱作半導(dǎo)體納米晶，是一種零維的納米材料，其內(nèi)部電子運動在三維空間內(nèi)受到了嚴(yán)格的限制。因而量子點展示了與半導(dǎo)體材料不同的特性，如量子尺寸效應(yīng)和量子表面效應(yīng)，這些特殊性質(zhì)使得量子點優(yōu)于傳統(tǒng)的熒光材料，如良好的穩(wěn)定性、可調(diào)的粒子尺寸、較高的量子效率、較長的熒光壽命、較窄的發(fā)射光譜以及較大的斯托克位移等?；诹孔狱c的熒光探針具有特殊的光學(xué)特性和較高的靈敏度，在環(huán)境監(jiān)測、疾病診斷、細(xì)胞成像等研究中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，量子點的合成成本高，操作復(fù)雜，毒性較大，生物相容性差等也嚴(yán)重的限制了其在生命科學(xué)方面的應(yīng)用。因而探索低毒，熒光量子產(chǎn)率高，光穩(wěn)定性好，生物相容性強(qiáng)的量子點合成方法已近成為當(dāng)前最為活躍的研究領(lǐng)域之一。合成量子點的方法有許多種，比如有機(jī)金屬法，水相合成法，氣液相沉淀法和微乳液和成法等。其中水相合成法由于可以快速、低成本的制備出生物相容的量子點受到了研究者們的廣泛關(guān)注。

本發(fā)明首先通過水熱法制備了巰基丙酸(MPA)修飾的CdTe QDs，巰基丙酸的加入不僅使得CdTe QDs帶負(fù)電荷，而且使量子點表面帶有S-H。同時，利用熒光光譜(PL)、紫外可見吸收光譜(UV-vis)、透射電子顯微鏡(TEM)和X-射線衍射光譜(XRD)對其進(jìn)行表征。通過優(yōu)化CdTe QDs納米晶在水溶液中生長的控制因素(包括pH值、反應(yīng)溫度和反應(yīng)物比例等)，得到了具有較好熒光性能的CdTe QDs。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.NaHTe前驅(qū)體的合成

將23.9mg碲粉和35.5mg硼氫化鈉放入5mL注射器中，然后向其中加入1mL二次水，放在冰箱里4℃反應(yīng)12h，得到透明或者淺粉色的碲氫化鈉(NaHTe)液體。其中，Te與NaBH₄的物質(zhì)的量之比為1∶5。

2.CdTe納米晶的合成

稱取85.6mg CdCl₂·2.5H₂O于500mL三口瓶中，加入298mL二次水和79μL巰基丙酸(MPA)，并用1mol·L^-1NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH＝9.1，通入N₂攪拌30min。迅速將注射器中的NaHTe注射入三口瓶中，在95℃水浴中加熱回流，Cd²⁺，Te^2-，MPA的物質(zhì)的量之比為1∶0.5∶2.4，分別取回流1h，2h，2.5h，3h的樣品。此樣品即為所要制備的CdTe納米粒子。

3.CdTe量子點的提純

在合成的納米粒子原液中加入乙醇(CdTe量子點在乙醇中的溶解度較小)，使之變成懸浮液，離心分離得到CdTe納米粒子。移去上層清液再次離心又可以得到較小粒徑的納米粒子。重復(fù)上述操作，可以得到粒徑由小到大不同的納米晶。

附圖說明

圖1 CdTe QDs的XRD圖；

圖2不同取樣時間的CdTe QDs的紫外可見吸收光譜圖；

圖3不同取樣時間的CdTe QDs的熒光發(fā)射光譜圖；

圖4 CdTe QDs的紅外光譜圖；

圖5不同pH值下合成的CdTe QDs的熒光發(fā)射譜圖；

圖6不同溫度下合成的CdTe QDs的熒光發(fā)射譜圖。

具體實施方式

實施例1：

取少量干燥后的CdTe QDs制成粉末，用X-射線衍射儀在20°-70°范圍內(nèi)掃描進(jìn)行表征。得到的XRD數(shù)據(jù)如圖1所示。

實施例2：

實驗中通過控制回流時間，可以得到不同粒徑的CdTe QDs納米晶。由于紫外-可見吸收光譜和熒光發(fā)射光譜是檢驗半導(dǎo)體量子點量子限域效應(yīng)的強(qiáng)有力方法。實驗過程中取不同水熱時間的樣品，測試其紫外光譜如圖2所示；同時，通過控制納米晶的生長時間就能夠得到一系列不同熒光光譜和不同顏色的量子點。實驗結(jié)果如圖3所示；取少量干燥后的CdTe QDs制成粉末，用傅里葉紅外光譜儀測量紅外譜圖如圖4所示。

實施例3：

考查不同pH條件下CdTe QDs的熒光效應(yīng)，具體操作如下：固定Cd∶Te∶MPA＝1∶0.5∶2.4，控制反應(yīng)溫度T＝95℃和反應(yīng)時間t＝3h，改變pH值，分別設(shè)定為8.5，9.0，9.5和10.0。通過測試所得到的碲化鎘納米晶的熒光性能(峰值位置，半峰寬)以研究pH值對量子點性能的影響，得到不同pH值下CdTe QDs的熒光發(fā)射譜圖如圖5所示；

實施例4：

考查不同溫度條件下CdTe QDs的熒光效應(yīng)，固定Cd∶Te∶MPA＝1∶0.5∶2.4，Cd²⁺濃度為2.0mmol/L和pH＝9.0，控制反應(yīng)時間t＝3h，分別在溫度為90℃，95℃，100℃的條件下得到碲化鎘納米晶的熒光性能(峰值位置，半峰寬)以研究反應(yīng)溫度對量子點性能的影響。得到不同溫度條件下CdTe QDs的熒光發(fā)射譜圖如圖6所示。