一种水溶性ＣｄＴｅ量子点的制备方法技术

本发明专利技术公布了一种制备水溶性碲化镉量子点的方法，属于纳米技术制备领域。本发明专利技术选用亚碲酸钠作为碲源，氯化镉作为镉源，巯基丙酸为配位剂，六偏磷酸钠为辅助稳定剂，在水相体系中利用水合肼还原亚碲酸钠一步制备水溶性ＣｄＴｅ量子点。本发明专利技术操作简单易行，条件温和，毒性小，可以通过控制反应时间的方法获得不同尺寸和发射波长的量子点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种纳米
的制备方法，特别涉及水溶性CdTe量子点的 一种制备方法。
技术介绍
量子点(Quantum dot，简称QD)是一种半径小于或者接近玻尔激子半径的半导 体 纳米晶粒。量子点具有吸收光谱宽，发射光谱窄而对称，发光颜色可调，荧光强度和光稳定 性高等特点，已在生物标记、生物传感及生物检测领域等领域获得了广泛应用。CdTe量子 点是应用最为广泛的II-VI族量子点，高质量水溶性CdTe量子点的制备方法研究已经成为 世界各国科研工作者的焦点。目前生物学上应用的量子点大多来自有机相合成，该方法合 成的量子点粒径分布均勻，量子产率高，但制备条件苛刻、成本高、毒性大，而且所制备的量 子点难溶于水，需进一步衍生化为水性性量子点才能在生命科学领域获得应用。1996年， Rogach,A. L.首次采用巯基化合物作为配位剂在水相体系中制备出水溶性的CdTe量子点。 水相体系中制备的CdTe量子点具有水溶性和生物相容性，可直接用于生物的标记和检测。 但是水相制备CdTe量子点的方法通常需要无氧环境下制备的碲化氢(H2Te)或碲氢化钠 (NaHTe)作为碲源，制备过程需要分步进行。经对现有技术的文献检索发现，Bao等在《Small》(2006年第2卷476-480页) 上发表 了题为"One—Pot Synthesis of CdTe Nanocrystals and Shape Control of LuminescentCdTe-Cystine Nanocomposites” ( “一步制备 CdTe 量子点及 CdTe-半胱氨酸 纳米复合材料的形状控制”)的论文，利用在自然状态下稳定的亚碲酸钠作为碲源，采用硼 氢化钠还原亚碲酸钠的方法在水相中一步制备了水溶性CdTe量子点，通过控制反应时间 可以获得不同荧光发射波长的CdTe量子点。该方法利用硼氢化钠作为还原剂，但硼氢化钠 是强还原剂，其反应活性不可调控，限制了该制备方法的操作灵活性。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供。利用水 合胼作为还原剂还原亚碲酸钠，基于水合胼还原能力与反应温度的密切相关性提高制备条 件的可控性，以巯基丙酸为配位剂、六偏磷酸钠为辅助稳定剂获得高荧光性能的具有不同 荧光发射波长的水溶性CdTe量子点。本专利技术首先选用氯化镉作为镉离子来源，水合胼还原亚碲酸钠产生的碲离子作为 碲源，在配位剂巯基丙酸和辅助稳定剂六偏磷酸钠存在的前提下，通过控制反应温度和回 流时间的方式获得不同荧光发射波长的水溶性CdTe量子点。六偏磷酸钠不但作为辅助稳 定剂用于防止副反应亚碲酸镉的形成，而且可以与巯基丙酸竞争镉离子源，促进高质量水 溶性量子点的生成。，步骤如下(1)室温下向浓度为0. 5-5. O毫摩尔/升的氯化镉溶液中依次加入六偏磷酸钠和巯基丙酸，氯化镉与六偏磷酸钠的摩尔比为1 (1-3)，氯化镉与巯基丙酸的摩尔比为 1 (2-5)，加入过程在磁力搅拌下进行，六偏磷酸钠和巯基丙酸加入的时间间隔为8-12分 钟，巯基丙酸加入结束后，将溶液酸度调至PH = 9-12，得到镉的前体溶液；(2)向步骤(1)制得的镉的前体溶液中加入亚碲酸钠，在70-100°C条件下恒温加 热回流10分钟，氯化镉与亚碲酸钠的摩尔比为1 (0. 1-0. 45)；(3)向步骤(2)制得的溶液中加入水合胼，在70-100°C条件下恒温加热回流10分 钟到20小时，得CdTe量子点溶液；亚碲酸钠和水合胼摩尔比为1 (400-700)；(4)将步骤(3)制得的CdTe量子点溶液以8000转/分钟的转速离心，去除上层清 液后将所得沉淀分散在丙酮中，离心分离三次，最后将沉淀溶解于水中，得水溶性CdTe量点o优选的，上述步骤(1)中氯化镉溶液的浓度为1. 0-3. 5毫摩尔/升，氯化镉与六偏 磷酸钠的摩尔比为1 (1.5-2)，氯化镉与巯基丙酸的摩尔比为1 2.5。上述步骤(1)中六偏磷酸钠和配位剂巯基丙酸加入的时间间隔为10分钟。上述步骤(1)中溶液的酸度调节为pH = 11。上述步骤⑵中氯化镉与亚碲酸钠的摩尔比为1 (0. 15-0.25)。上述步骤(3)中亚碲酸钠和水合胼的摩尔比为1 500。上述步骤⑵和步骤(3)中的恒定温度为75_95°C。上述步骤(3)中恒温加热回流的时间为30分钟到10小时。本专利技术制备的CdTe量子点的荧光光谱图由WGY-10型荧光分光光度计采集获得， 紫外-可见光吸收光谱由TU-1901系列紫外可见分光光度计采集获得。本专利技术制备的CdTe量子点荧光发射峰范围为537-710nm，发射峰位置可根据需要 通过控制实验条件进行调控。本专利技术所制备的量子点荧光发射水溶性好，稳定性强，适合做 量子点荧光标记领域中的应用。本专利技术的操作方法方便，反应条件温和、可控，适合在实验 室的规模合成和工业生产。附图说明图1为实施例1中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外_可见光吸收光谱图。图2为实施例2中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图3为实施例3中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图4为实施例4中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图5为实施例5中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图6为实施例6中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图7为实施例7中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图8为实施例8中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图9为实施例9中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱图。图10为实施例10中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱 图。图11为实施例11中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱 图。图12为实施例12中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱 图。图13为实施例13中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱 图。图14为实施例14中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱 图。图15为实施例15中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱 图。图16为实施例16中所制的CdTe量子点的荧光光谱图和紫外-可见光吸收光谱 图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但是本专利技术的保护范围不限于此。本专利技术实施例制备的水溶性CdTe量子点的荧光光谱图由WGY-10型荧光分光光度 计采集获得，紫外-可见光吸收光谱由TU-1901系列紫外可见分光光度计采集获得。实施例1、，步骤如下(1)室温下用双蒸水将1. 6毫升0. 10摩尔/升的氯化镉溶液稀释至48毫升；在 磁力搅拌条件下依次加入195. 8mg六偏磷酸钠和34. 6微升巯基丙酸，六偏磷酸钠和巯基丙 酸加入的时间间隔为10分钟，巯基丙酸加入结束后，用1摩尔/升氢氧化钠溶液将pH调至 11，得到镉的前体溶液；(2)向步骤(1)制得的镉的前体溶液中加入5. 3mg亚碲酸钠，在95°C下恒温加热 回流10分钟；(3)向步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性ＣｄＴｅ量子点的制备方法，其特征在于：选用氯化镉作为镉源，亚碲酸钠作为碲源，巯基丙酸为配位剂，六偏磷酸钠为辅助稳定剂，在水相体系中利用水合肼还原亚碲酸钠一步制备水溶性的ＣｄＴｅ量子点；步骤如下：（１）室温下向浓度为０．５－５．０毫摩尔／升的氯化镉溶液中依次加入六偏磷酸钠和巯基丙酸，氯化镉与六偏磷酸钠的摩尔比为１∶（１－３），氯化镉与巯基丙酸的摩尔比为１∶（２－５），加入过程在磁力搅拌下进行，六偏磷酸钠和巯基丙酸加入的时间间隔为８－１２分钟，巯基丙酸加入结束后，将溶液酸度调至ｐＨ＝９－１２，得到镉的前体溶液；（２）向步骤（１）制得的镉的前体溶液中加入亚碲酸钠，在７０－１００℃条件下恒温加热回流１０分钟，氯化镉与亚碲酸钠的摩尔比为１∶（０．１－０．４５）；（３）向步骤（２）制得的溶液中加入水合肼，在７０－１００℃条件下恒温加热回流１０分钟到２０小时，得ＣｄＴｅ量子点溶液；亚碲酸钠和水合肼摩尔比为１∶（４００－７００）；（４）将步骤（３）制得的ＣｄＴｅ量子点溶液以８０００转／分钟的转速离心，去除上层清液后将所得沉淀分散在丙酮中，离心分离三次，最后将沉淀溶解于水中，得水溶性ＣｄＴｅ量子点。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹桂征，梁国栋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]