本发明专利技术公开了一种ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ核壳壳型量子点的制备方法，属于半导体纳米发光材料技术领域。本发明专利技术选用镉的无机盐作为包壳用Ｃｄ前体，（ＴＭＳ）↓［２］Ｓ作为包壳用Ｓ前体，形成ＣｄＳ壳前体储备溶液，将ＣｄＳ壳前体储备溶液与ＣｄＳｅＴｅ量子点溶液反应，获得ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ量子点溶液，选用锌的无机盐作为包壳用Ｚｎ前体，（ＴＭＳ）↓［２］Ｓ作为包壳用Ｓ前体，形成ＺｎＳ壳前体储备溶液，将ＺｎＳ壳前体储备溶液与ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ量子点溶液反应，获得ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子点溶液，最后纯化得到所述量子点。本发明专利技术可获得荧光发射发射波长位于红光－近红外波段的量子点，荧光量子产率高，粒径分布均匀，稳定性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体材料
的制备方法，特别涉及一种低毒性CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的制备方法。
技术介绍
由于生物有机体(水，氧合血红蛋白和血红蛋白等)在红光-近红外波段(600-900nm)发生生物自发光，光吸收，和光散射现象的几率较小，可以有效地减小有机组织对生物学成像和检测的影响，因此近年来，红光-近红外波段成为生物成像和检测的重要发光区域。然而传统使用的荧光发射波长位于这一区域的荧光染料种类较少，而且存在着易被光漂白和荧光峰的半高宽较宽等缺点，不利于信号的检测。与荧光染料相比，量子点具有高的荧光量子产率、摩尔消光系数(为有机染料的10~1000倍)、狭窄而对称的荧光发射谱，激发和发射光谱之间的斯托克位移大，可多色标记，光漂白抗性强等一系列特殊的光学性质，有利于荧光信号的检测。但是常用的二元CdS，CdTe，CdSe等量子点的发射波长主要集中在可见光区，虽然CdTe量子点的发射波长可以达到700nm以上，但是位于这一波段的CdTe量子点的光学性能较差，同时CdTe量子点的稳定性较差，容易被周围的环境所氧化，因此发射波长位于近红外区，可以作为生物荧光探针的量子点相对缺乏。经对现有技术的文献检索发现，Nie等在《Journal of the American ChemicalSociety》(美国化学学会学报，2003年125卷7100-7106页)发表了题为“Alloyed semiconductor quantum dots：tuning the optical propertieswithout changing the particles size”(“合金半导体量子点：调整荧光性能无需改变晶粒大小)的论文，在纯度为90％的TOPO(氧化三辛基膦)中一步合成出了不同荧光发射波长的CdSeTe量子点，可以通过调整反应物中Se和Te的比例来改变量子点的荧光发射波长，从而获得了性能优良，发射波长位于红光-近红-->外波段的CdSeTe量子点。但是由于TOPO强烈的毒性，以及量子点的不稳定、表面缺陷大等原因，严重地影响了其安全性和发光效率，极大地限制了其应用。我们利用液体石蜡和油酸(专利名称：三元量子点CdSeTe的制备方法；专利技术人：孙康、李万万，邢滨，王解兵；申请号：200710046470.1；公开号：CN101130692)制备了CdSeTe量子点，提高了合成的安全性，降低了合成工艺难度、溶剂的毒性和原料的成本，但是合成的CdSeTe量子点的稳定性没有明显的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的制备方法，用液体石蜡代替TOPO作为反应溶剂，降低了溶剂带来的毒性，在制得的CdSeTe量子点的表面包覆了CdS和ZnS无机层。从而获得荧光性能及稳定性更优异，并具有良好的分散性、粒度均匀性的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点。获得的量子点可以直接应用于发光器件、量子点激光器、太阳能电池，制成量子点荧光微球后可应用于分子杂交、蛋白质和基因编码、药物筛选、疾病诊断等领域。本专利技术是通过如下技术方案实现的，本专利技术包括以下步骤：第一步，将镉的无机盐和(TMS)2S溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后，形成CdS壳前体储备溶液。其中膦化合物和液体石蜡的混合体积比为1∶3，Cd前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升，S前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升。第二步，将CdSeTe量子点加入到液体石蜡中，使CdSeTe量子点的摩尔浓度为8.33-33.33毫摩尔/升，形成CdSeTe量子点溶液。第三步，将CdSeTe量子点溶液加热到100℃-180℃，然后将CdS壳前体溶液逐滴加入，完毕后将反应溶液的温度降到60℃-120℃保温30-60分钟后，将溶液冷却到室温，得到CdSeTe/CdS量子点溶液。第四步，将锌的无机盐和(TMS)2S溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后，形成ZnS壳前体储备溶液。其中膦化合物和液体石蜡的混合体积比为1∶3，Zn前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升，S前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升。-->第五步，将CdSeTe/CdS量子点溶液加热到100℃-180℃，然后将ZnS壳前体储备溶液逐滴加入，完毕后将反应溶液的温度降到60℃-120℃，保温30-60分钟后，将溶液冷却到室温，得到CdSeTe/CdS/ZnS量子点溶液第六步，将上述获得的量子点溶液加入沉淀剂，静置使量子点形成絮状沉淀，离心，去掉上层清液后将流体状量子点沉淀溶解在溶剂中，再次离心后去掉下层沉淀，得到均匀分散在溶剂中的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点。本专利技术获得的量子点可以直接应用于发光器件、量子点激光器、太阳能电池，制成量子点高分子微球后可应用于免疫分析、活体荧光成像、分子杂交、蛋白质和基因编码、药物筛选、疾病诊断的领域。本专利技术所述的镉的无机盐可以是：硬脂酸镉、乙酸镉或草酸镉；锌的无机盐可以是：硬脂酸锌、乙酸锌或草酸锌；膦化合物可以是：TOP(三正辛基膦)、TBP(三正丁基膦)、TPP(三本基膦)、TDPA(十四烷基磷酸)；量子点的沉淀剂可以是：甲醇，乙醇，丙醇，丙酮；量子点的溶剂可以是：正己烷，环己烷，氯仿，四氢呋喃，甲苯；高分子可以是聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、壳聚糖、聚丙烯腈、聚胺酯、天然橡胶、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛、聚乙醛、聚酰胺、聚碳酸酯、乙基纤维素、胶原、白蛋白、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、多肽的一种。本专利技术制备的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的晶体结构均为立方闪锌矿结构，尺寸分布＜10％，CdSeTe/CdS核壳型量子点的荧光发射峰的范围为630-870nm，荧光发射峰的半高宽为30-50nm，荧光量子产率为30％-80％。CdSeTe/CdS核壳型量子点的荧光发射峰的范围为650-890nm，荧光发射峰的半高宽为30-50nm，荧光量子产率为50％-85％。本专利技术方法所需的反应温度相对较低，操作简单，制备成本低廉，适合于工业生产。本专利技术可通过控制不同的反应温度，反应前体浓度，反应时间等参数来获得发射波长位于红光-近红外波段，荧光性能更优异，稳定性更强的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点。附图说明-->图1为实施例1中作为核心的CdSeTe量子点，以及制得的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱示意图。图2为实施例2中作为核心的CdSeTe量子点，以及制得的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱示意图。图3为实施例3中作为核心的CdSeTe量子点，以及制得的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作详细说本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ核壳壳型量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将镉的无机盐和（ＴＭＳ）↓［２］Ｓ溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后，形成ＣｄＳ壳前体储备溶液；Ｃｄ前体的摩尔浓度为５０－２００毫摩尔／升，Ｓ前体的摩尔浓度为５０－２００毫摩尔／升；第二步，将ＣｄＳｅＴｅ量子点加入到液体石蜡中，使ＣｄＳｅＴｅ量子点的摩尔浓度为８．３３－１６．６７毫摩尔／升，形成ＣｄＳｅＴｅ量子点溶液；第三步，将ＣｄＳｅＴｅ量子点溶液加热到１００℃－１ ８０℃，然后将ＣｄＳ壳前体溶液逐滴加入，完毕后将反应溶液的温度降到６０℃－１２０℃保温，然后将溶液冷却到室温，得到ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ量子点溶液；第四步，将锌的无机盐和（ＴＭＳ）↓［２］Ｓ溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后， 形成ＺｎＳ壳前体储备溶液；Ｚｎ前体的摩尔浓度为５０－２００毫摩尔／升，Ｓ前体的摩尔浓度为５０－２００毫摩尔／升；第五步，将ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ量子点溶液加热到１００℃－１８０℃，然后将ＺｎＳ壳前体储备溶液逐滴加入，完毕后将反应溶液的温度降 到６０℃－１２０℃保温，然后将溶液冷却到室温，得到ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子点溶液；第六步，将上述获得的量子点溶液加入沉淀剂，静置使量子点形成絮状沉淀，离心，去掉上层清液后将流体状量子点沉淀溶解在溶剂中，再次离心后去掉下层沉淀，得到 均匀分散在溶剂中的ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ核壳型及ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ核壳壳型量子点。...
【技术特征摘要】
1、一种CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将镉的无机盐和(TMS)2S溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后，形成CdS壳前体储备溶液；Cd前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升，S前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升；第二步，将CdSeTe量子点加入到液体石蜡中，使CdSeTe量子点的摩尔浓度为8.33-16.67毫摩尔/升，形成CdSeTe量子点溶液；第三步，将CdSeTe量子点溶液加热到100℃-180℃，然后将CdS壳前体溶液逐滴加入，完毕后将反应溶液的温度降到60℃-120℃保温，然后将溶液冷却到室温，得到CdSeTe/CdS量子点溶液；第四步，将锌的无机盐和(TMS)2S溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后，形成ZnS壳前体储备溶液；Zn前体的摩尔浓度为50-200亳摩尔/升，S前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升；第五步，将CdSeTe/CdS量子点溶液加热到100℃-180℃，然后将ZnS壳前体储备溶液逐滴加入，完毕后将反应溶液的温度降到60℃-120℃保温，然后将溶液冷却到室温，得到CdSeTe/CdS/ZnS量子点溶液；第六步，将上述获得的量子点溶液加入沉淀剂，静置使量子点形成絮状沉淀，离心，去掉上层清液后将流体状量子点沉淀溶解在溶剂中，再次离心后去掉下层沉淀，得到均匀分散在溶剂中的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点。2、根据权利要求1所述的CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的制备方法，其特征是，第一步中，膦化合物和液体石蜡的体积比为1∶3，膦化合物是三正辛基膦、三...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙康，李万万，邢滨，王解兵，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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