量子点的水相合成及表征

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目的:半导体纳米粒子(QDs)由于其超微尺寸导致了量子限制效应,这赋予了其独特的光学和电子学性质,在生物学、医学和分析科学等领域逐渐发挥出越来越大的作用。目前生物标记的研究中使用的QDs多采用金属有机化学法制得。此方法制备条件比较苛刻、反应步骤比较复杂、成本高、毒性大,并且合成的QDs并不十分适于生物应用,必须预先对其表面进行修饰,其步骤比较繁琐。与金属有机化学法相比,水相合成法操作简单、毒性小、成本低,由于纳米粒子是直接在水相中合成的,这不仅解决了纳米粒子的水溶性问题,而且大大提高了QDs的稳定性。 方法:分别在有氧和无氧条件下通过水相合成了CdSe、CdTe两种量子点,并在核外包被不同组分的壳,重点研究了反应时间,最适用量,反应物比例,反应温度,pH值,包被时间等反应条件对各量子点粒径,荧光吸收与发射光谱以及量子产率的影响。采用紫外分光光度计,荧光分光光度计,透射电子显微镜,酶标仪,粒度仪,荧光共聚焦显微镜,荧光共聚焦扫描仪等多种手段对所合成的量子点进行表征。 结果:⑴在有氧条件下,以巯基乙酸为修饰剂,在水溶液中合成了稳定的CdSe/SiO2量子点,研究了各个因素(反应温度,反应时间,最适用量,pH值,包被时间等)对量子点粒径,荧光吸收与发射光谱以及量子产率的影响。⑵在无氧条件下,以巯基乙酸为修饰剂,在水溶液中合成了CdTe量子点,研究了反应时间,反应温度,最适用量,pH值等对量子点的影响。 结论:①在有氧条件下,以巯基乙酸为修饰剂,在水溶液中合成的CdSe/SiO2量子点,粒径均匀,均为球形,随反应时间以及包被时间不同,粒径随之改变,荧光发射光谱也随之改变,实现了通过反应时间与包被时间对量子点尺寸的调谐作用。②在无氧条件下,以巯基乙酸为修饰剂,在水溶液中合成的CdTe量子点,荧光激发光谱广,发射光谱尖锐,量子产率高,荧光强度大,并实现了通过改变反应时间与反应物比例来调谐量子点的尺寸。
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