本发明专利技术涉及一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料及其制备方法，复合三维纳米材料由CdTe量子点、SiO2和TGA组成，TGA作为配体修饰在CdTe量子点表面，TGA修饰的CdTe量子点表面包覆有SiO2层，TGA位于CdTe量子点和SiO2层之间；形状为稻草捆状，长度为200～300µm，中心处直径为50～120µm。其制备方法为, TGA修饰的CdTe量子点在室温下用溶胶凝胶法包覆一层SiO2层，然后分散到PBS缓冲液自组装得到具有高发光亮度的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料，在传感器、发光装置、太阳能电池等领域有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料及其制备方法
本专利技术属于纳米功能材料领域，涉及一种水溶性CdTe量子点自组装形成的三维纳米结构，尤其是一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料及其制备方法。
技术介绍
由于量子点小的尺寸，大的比表面积，对溶液环境非常敏感，表面性质的改变会导致许多新的现象发生，虽然关于量子点的研究已经历的几十年，但仍然有许多未知的领域有待于进一步的探索，这些想象对量子点的基础研究和应用都有重要的意义。对于水溶性的量子点，CdTe由于其优异的性质而备受关注，特别是这些水溶的量子点在生物探针、发光装置、太阳能电池等领域有重要的应用。水溶性的CdTe量子点通常用巯基乙酸（TGA）作为活性剂，以避免量子点在水溶液中的团聚，而TGA分子本身带有巯基和羧基两个官能团，这些官能团也给量子点的研究增添了新的内容。溶胶凝胶SiO2由于其良好的生物适应性和稳定性，在量子点领域有很重要的应用，由于溶胶凝胶SiO2含有很多的羟基，遇到表面敏感的量子点会产生一系列的相互作用，因此采用溶胶凝胶技术及TGA配体修饰的量子点在PBS缓冲液中自组装制备高发光亮度的三维复合结构，不仅有利于研究工作者探索各种量子点的性质，而且由于量子点在PBS缓冲液及三维结构中高的稳定性和强的发光，具有很好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料，形状为稻草捆状，结构新颖，且具有高的稳定性和荧光亮度，可广泛应用于传感器、发光装置及太阳能电池等。本专利技术还提供了上述CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料的制备方法，TGA修饰的CdTe量子点在室温下用溶胶凝胶法包覆一层SiO2层，然后分散到PBS缓冲液中，自组装得到具有高发光亮度的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料。本专利技术是通过以下措施来实现的：一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料，其特征在于：由CdTe量子点、SiO2和TGA组成，TGA作为配体修饰在CdTe量子点表面，TGA修饰的CdTe量子点表面包覆有SiO2层，TGA位于CdTe量子点和SiO2层之间；所述的复合三维纳米材料形状为稻草捆状，长度为200～300µm，中心处直径为50～120µm；所述的CdTe量子点的直径为2～10nm；所述的CdTe量子点与SiO2、TGA的摩尔比为(5~8):(1~4):11。一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料的制备方法，包括以下步骤：1）水溶性CdTe量子点表面包覆SiO2层：将硅烷试剂和氨水加入到量子点浓度为10-4～10-5M的TGA修饰的CdTe量子点水溶液中，搅拌1～10h，得透明溶液；2）自组装形成复合三维纳米材料：向步骤1）制备的溶液中，加入0.5～0.6倍体积的浓度为1M的PBS缓冲液，混匀，密封，室温下静置2～12个月，离心分离出自组装后的纳米复合材料，水洗，再分散到水中，其中量子点的分散浓度为10-4～10-5M，得到自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料。步骤1)中所述的硅烷试剂与氨水、TGA修饰的CdTe量子点水溶液体积比为（1～4）：100：2000；步骤1)中所述的氨水质量浓度为25%；步骤1)中所述的硅烷试剂为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸丁酯；步骤2）中所述的PBS缓冲液pH为7.4。本专利技术制备方法中，需首先用TGA修饰CdTe量子点，得到步骤1）所述的水溶性CdTe量子点，即TGA修饰的CdTe量子点，本领域技术人员可根据已经掌握的或文献中记载的合成方法合成，本专利技术不再赘述。然后，将TGA修饰的CdTe量子点利用溶胶凝胶法包覆一层SiO2层,SiO2层可对量子点的表面起到钝化作用，降低量子点表面的缺陷，使量子点具有较高的稳定性。最后，将上述由TGA修饰的，且包覆了SiO2层的水溶性CdTe量子点，通过在PBS缓冲液里自组装形成一种新的稻草捆状复合三维纳米材料。通过在PBS缓冲溶液中自组装过程，不仅赋予了本专利技术复合三维纳米材料新的形貌，而且由于SiO2对量子点表面的钝化作用，具有了高的稳定性和荧光亮度，在传感器、发光装置、太阳能电池等领域有广泛应用前景。本专利技术一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料及其制备方法，其有益效果为：1）本专利技术自组装的复合三维纳米材料的制备方法，是利用溶胶凝胶的方法，将SiO2层包覆在TGA修饰的CdTe量子点表面，并在PBS缓冲溶液中实现了包覆了SiO2的CdTe量子点的自组装。在缓冲溶液中通过自组装，本专利技术复合三维纳米材料不仅具有了新的形貌，而且保持了较高的发光效率和光学稳定性。2）本专利技术自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料是一种新的稻草捆状结构，结构新颖，性质优于普通的水相量子点溶液，具有高的稳定性和荧光亮度，在传感器、发光装置、太阳能电池等领域有广泛应用前景。附图说明图1为实施例1样品的光学显微镜照片。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行进一步的阐述，需要说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例11.1采用水相法合成CdTe量子点：首先合成制备CdTe量子点所需的NaHTe，将Te粉与NaBH4按照摩尔比1:5混合，加入一定量的水，氮气保护下60℃水浴加热并搅拌至溶液变为淡紫色。将0.4mmol的CdCl2·2.5H2O溶于25mL水中，加入0.6mmol巯基乙酸（TGA），搅拌，然后加入浓度为1M的NaOH溶液直至溶液的PH值调节为11.2。将该溶液氮气除氧30分钟，然后注入上述制备的NaHTe溶液，100℃下加热回流0.5h，即得水溶性的发绿色光的CdTe量子点（粒径为2.6nm）。利用乙醇与异丙醇将量子点从溶液中沉淀、离心分离，并将得到的量子点分散到水中。1.2将1.5μL的正硅酸乙酯和100μL的25%的氨水加入到2mLTGA修饰的CdTe量子点水溶液中，量子点的直径为2.8nm，量子点的浓度为1×10-5M，搅拌5h得到均匀透明的溶液。1.3把1mL1MpH为7.4的PBS缓冲液加到步骤1.2的溶液中，搅拌30min，之后转入玻璃瓶中加盖，放置在室温下静置保存6个月，溶液经离心分离出自组装后的纳米复合材料，水洗，再分散到水中，其中量子点的的分散浓度为4×10-5M，得到本实施例自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料，为稻草捆状，其平均尺寸为长度230µm，中心处直径为80µm；图1为实施例1复合三维纳米材料的光学显微镜照片，发绿色荧光，荧光强度为原来荧光强度的99%，发光效率能达到50%，在室温下可储存12个月，并保持原有的发光效率。实施例22.1采用水相法合成CdTe量子点：同1.1。2.2将2μL的正硅酸甲酯和100μL的25%的氨水加入到2mLTGA修饰的CdTe量子点中，量子点的直径为8nm，量子点的浓度为5×10-5M，搅拌3h得到均匀透明的溶液。2.3把1mL1MpH为7.4的PBS缓冲液加到步骤2.1的溶液中，搅拌30min，之后转入玻璃瓶中加盖，放置在室温下静置保存本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料，其特征在于：由CdTe量子点、SiO2和TGA组成，TGA作为配体修饰在CdTe量子点表面，TGA修饰的CdTe量子点表面包覆有SiO2层，TGA位于CdTe量子点和SiO2层之间；所述的复合三维纳米材料形状为稻草捆状，长度为200～300µm，中心处直径为50～120µm；所述的CdTe量子点的直径为2～10nm；所述的CdTe量子点与SiO2、TGA的摩尔比为(5~8) : (1~4) : 11。
【技术特征摘要】
1.一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）水溶性CdTe量子点表面包覆SiO2层：将硅烷试剂和氨水加入到量子点浓度为10-4～10-5M的TGA修饰的CdTe量子点水溶液中，搅拌1～10h，得透明溶液；2）自组装形成复合三维纳米材料：向步骤1）制备的溶液中，加入0.5～0.6倍体积的浓度为1M的PBS缓冲液，混匀，密封，室温下静置2～12个月，离心分离出自组装后的纳米复合材料，水洗，再分散到水中，其中量子点的分散浓度为10-4～10-5M，得到自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料；所述的自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料：由CdTe量子点、SiO2和TGA组成，TGA作为配体修饰在CdTe量子点表面，TGA修饰的CdTe...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨萍，陈玲，苗艳平，张爱玉，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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