CN101012372A - 一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法 - Google Patents

一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101012372A
CN101012372A CN 200710037504 CN200710037504A CN101012372A CN 101012372 A CN101012372 A CN 101012372A CN 200710037504 CN200710037504 CN 200710037504 CN 200710037504 A CN200710037504 A CN 200710037504A CN 101012372 A CN101012372 A CN 101012372A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sba
precursor solution
quantum dot
charged ion
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200710037504
Other languages
English (en)
Other versions
CN100497515C (zh
Inventor
包健
沈悦
孙艳
吴杰
胡古今
戴宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Technical Physics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Priority to CNB2007100375040A priority Critical patent/CN100497515C/zh
Publication of CN101012372A publication Critical patent/CN101012372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100497515C publication Critical patent/CN100497515C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法，该方法包括：以介孔二氧化硅(SBA－15)为模板，氨基丙基三甲氧基硅烷修饰介孔二氧化硅，加入醋酸镉，利用氨基络合Cd2+，把Cd2+吸附于孔道内部形成SBA－15－Cd2+阳离子前驱体溶液，再与三辛基氧化磷(TOPO)、Se或Te离子源高温反应，通过控制反应时间来控制孔道内部硒化镉或碲化镉量子点的粒径尺寸。而后用有机溶剂丙酮和甲苯对组装量子点的介孔氧化硅进行离心沉淀和清洗，得到组装于SBA－15孔道内的硒化镉或碲化镉量子点。本发明的优点是：可以通过控制反应时间，得到不同尺寸的硒化镉或碲化镉量子点，可以覆盖比较宽的波段，为在生物标签、发光二极管、太阳能电池等方面的应用提供了可能。所用设备简单，操作方便，产率高。

Description

一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法
技术领域
本发明涉及一种在介孔二氧化硅中组装II-VI族半导体纳米材料的方法，具体地说，是用高温热解法把半导体材料硒化镉或碲化镉组装于介孔二氧化硅(SBA-15)的孔道内，形成硒化镉或碲化镉量子点材料。
背景技术
近年来，纳米半导体材料的制备引起了人们极大的关注。硒化镉、碲化镉独特的光学性能在生物标签、荧光显示、发光二极管、太阳能电池等方面有着广泛的应用前景。因此，寻找一种方便的、颗粒尺寸可调的硒化镉、碲化镉量子点的制备方法具有很重要的实际意义。而新一代的介孔氧化硅材料由于具有均一的且在纳米尺寸上可调的孔径、从一维到三维的规则有序的孔道结构，可控的形貌、表面基团官团化、二氧化硅无生理毒性等一系列的优点，使得它在纳米材料的合成等领域展现出无比的优越性和应用前景。同时，化学溶液法具有物理高真空无法替代的优点：设备简单，价格相对低廉。按照反应环境的不同，化学溶液法可以在水溶液和非水溶液中进行反应。目前，由于Se和Te作为阴离子源一般比较难以进入孔道与Cd2+阳离子源进行反应，因此，国内外关于组装硒化镉和碲化镉量子点的报道很少看到。国内有报道：在介孔氧化硅中组装硒化镉量子点，采用Na2SeSO3和Cd2+作为阴离子和阳离子，在水溶液中进行反应。此方法制备的量子点尺寸分别范围比较宽，组装在介孔氧化硅孔道内部的硒化镉量子点的粒径不容易调控。而在介孔二氧化硅孔道内部组装碲化镉量子点的报到则更少看到。
发明内容
基于已有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种在介孔二氧化硅内有效组装硒化镉或碲化镉量子点的新方法，该方法可以获得不同尺寸和定位的硒化镉或碲化镉量子点。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：采用介孔二氧化硅(SBA-15)为模板，以氨基丙基三甲氧基硅烷修饰介孔二氧化硅，加入醋酸镉，利用氨基络合Cd2+，把Cd2+吸附于孔道内部形成SBA-15-Cd2+阳离子前驱体溶液。将硒粉或碲粉溶解于三丁基磷(TBP)中，生成SeTBP或TeTBP分别作为Se和Te离子源。再将SBA-15-Cd2+阳离子前驱体溶液与三辛基氧化磷(TOPO)、Se或Te离子源高温反应，通过控制反应时间来控制孔道内部硒化镉或碲化镉量子点的粒径尺寸。而后用有机溶剂丙酮和甲苯对组装量子点的介孔氧化硅进行离心沉淀和清洗，得到组装于介孔二氧化硅孔道内的硒化镉或碲化镉量子点。
本发明的制备方法如下：
SBA-15-Cd2+阳离子前驱体溶液的配制：
溶剂为甲苯，乙醇，三辛基氧化磷(TOPO)，它们的重量比为85～433∶30～300∶5～30；
溶质为SBA-15，氨基丙基三甲氧基硅烷，醋酸镉，它们的重量比为0.5～1.5∶0.5～30∶23～50。
阴离子前驱体SeTBP、TeTBP的配制：
溶剂为三丁基磷(TBP)，溶质为Se粉或Te粉，溶质和溶剂的重量比为0.05～3∶5～120。
配制程序如下：
A.在室温、氮气的保护下，将SBA-15倒入加有甲苯的烧瓶中，再加入氨基丙基三甲氧基硅烷，使其与SBA-15孔道内部的羟基进行反应，得到SBA-15-NH2前驱体溶液。
B.将所得到的前驱体SBA-15-NH2溶液与醋酸镉混合在乙醇溶液中，得到SBA-15-Cd2+前驱体溶液。
C.再将SBA-15-Cd2+前驱体溶液和三辛基氧化磷在150～300℃下混合搅拌，直到溶解。
D.同时将Se粉或Te粉与三丁基磷在无水无氧的状态下室温反应生成SeTBP或TeTBP阴离子前驱体溶液。
E.用注射器把SeTBP或TeTBP阴离子前驱体溶液注入到C步骤的溶液中，注射完毕开始计时，每隔1分钟或不等间隔时间分批用注射器取出部分产物，并对该产物用丙酮沉淀，再用甲苯溶解，反复清洗，直到溶液中游离态的CdSe或CdTe被彻底洗去。最后获得不同反应时间、不同尺寸组装在SBA-15孔道中的CdSe或CdTe量子点。
上述E步骤在反应初期，由于单体浓度的变化比较大，短时间内量子点尺寸的差别比较明显，所以要缩短取样的时间间隔。在反应5分钟以后，粒子尺寸的差别就比较小，可以在较长的时间间隔内取样。
本发明的优点是：
1.解决了在介孔氧化硅中组装硒化镉、碲化镉量子点时，硒源和碲源难溶解的问题。
2.可以通过控制反应时间，得到不同尺寸的硒化镉、碲化镉量子点，可以覆盖比较宽的波段，为在生物标签、发光二极管、太阳能电池等方面的应用提供了可能。
3.所用设备简单，操作方便，产率高。
附图说明
图1是实施例1的紫外-可见吸收光谱。从下到上依次为SeTBP阴离子前驱体溶液注射完毕反应1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟和8分钟后CdSe量子点试样的吸收光谱。
图2是实施例1中反应8分钟后的CdSe量子点的透射电镜照片。
图3是实施例1的孔道内部的能谱图(EDS)。
图4是实施例2的紫外-可见吸收光谱，从下到上依次为TeTBP阴离子前驱体溶液注射完毕反应1分钟、2分钟、5分钟和10分钟后CdTe量子点试样的吸收光谱。
具体实施方式
下面结合实施例详细阐述本发明的制备过程：
实施例1
A、称取1.0g的SBA-15置于烧瓶中，在室温、氮气气氛下，加入10毫升的氨基丙基三甲氧基硅烷，100毫升的无水甲苯混合反应，静置48小时，得到SBA-15-NH2前驱体溶液。
B、称取0.2g的前驱体SBA-15-NH2溶液，加入50毫升的乙醇和0.01mol的醋酸镉，剧烈搅拌，利用介孔二氧化硅孔道内的氨基基团络合Cd2+，生成SBA-15-Cd2+前驱体溶液。
C、称取0.2g的SBA-15-Cd2+前驱体溶液，2g的三辛基氧化磷(TOPO)，置于三口瓶中，加热到220℃。
D、同时称取0.15g的Se粉于梨形瓶中，在手套箱中操作，加入2ml的三丁基磷，生成SeTBP。
E、用注射器把SeTBP快速注入C步骤合成的溶液中，同时搅拌，注射完毕用秒表开始计时，每隔1分钟用注射器取样一次，8分钟后，关闭电源，结束反应。
将取出的样品用2毫升的丙酮沉淀，离心分离，除去上层含有游离态CdSe量子点液体，用甲苯溶解沉淀物，再离心分离。反复数次，直到上层的液体呈无色。将所得到的产物进行紫外-可见光吸收谱测试，结果见图1所示。根据吸收谱的位置，可得到在介孔氧化硅中的CdSe粒子粒径从1.9nm～3nm。
图2是反应8分钟后组装的CdSe量子点的透射电镜照片。结果表明粒子的粒径约为3nm，与光谱测量计算得到的粒子尺寸相符。
图3是对实施例1的样品所做的能谱(EDS谱)，从能谱可见有Cd和Se两种元素，两者近似1∶1，接近于化学计量比，从而证明CdSe量子点已成功组装入了SBA-15的有序孔道中。
实施例2
A、称取1.0g的SBA-15于烧瓶中，在室温和氮气气氛下加入10毫升的氨基丙基三甲氧基硅烷，100毫升的无水甲苯混合反应，静置48小时，得到前驱体SBA-15-NH2溶液。
B、称取0.2g的前驱体SBA-15-NH2，加入50毫升的乙醇和0.01mol的醋酸镉，剧烈搅拌，利用介孔氧化硅孔道内的氨基基团络合Cd2+，生成SBA-15-Cd2+前驱体溶液。
C、称取0.2g的SBA-15-Cd2+前驱体溶液，2g的三辛基氧化磷(TOPO)，置于三口瓶中，加热到250℃。
D、同时称取0.02g的碲粉于梨形瓶中，在手套箱中操作，加入4ml的三丁基磷，生成TeTBP。
E、用注射器把TeTBP快速注入C步骤生成的溶液中，同时搅拌。注射完毕用秒表开始计时，每隔1分钟、2分钟、5分钟、10分钟分批用注射器取样，10分钟后，关闭电源，结束反应。
将取出的样品用2毫升的丙酮沉淀，离心分离，除去上层含有游离态CdTe量子点液体，用甲苯溶解沉淀物，再离心分离。反复数次，直到上层的液体呈无色。将所得到的样品进行紫外可见光吸收谱测试，结果见图4所示。

Claims (1)

1.一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法，其特征在于步骤如下：
SBA-15-Cd2+阳离子前驱体溶液的配制：
溶剂为甲苯，乙醇，三辛基氧化磷(TOPO)，它们的重量比为85～433∶30～300∶5～30；
溶质为SBA-15，氨基丙基三甲氧基硅烷，醋酸镉，它们的重量比为0.5～1.5∶0.5～30∶23～50；
阴离子前驱体SeTBP、TeTBP的配制：
溶剂为三丁基磷(TBP)，溶质为Se粉或Te粉，溶质和溶剂的重量比为0.05～3∶5～120；
配制程序如下：
A.在室温、氮气的保护下，将SBA-15倒入加有甲苯的烧瓶中，再加入氨基丙基三甲氧基硅烷，使其与SBA-15孔道内部的羟基进行反应，得到SBA-15-NH2前驱体溶液；
B.将所得到的前驱体溶液SBA-15-NH2与醋酸镉混合在乙醇溶液中，得到SBA-15-Cd2+前驱体溶液；
C.再将SBA-15-Cd2+前驱体溶液和三辛基氧化磷(TOPO)在150～300℃下混合搅拌，直到溶解；
D.同时将Se粉或Te粉与三丁基磷在无水无氧的状态下室温反应生成SeTBP或TeTBP阴离子前驱体溶液；
E.用注射器把SeTBP或TeTBP阴离子前驱体溶液注入到C步骤的溶液中，注射完毕开始计时，每隔1分钟或不等间隔时间分批用注射器取出部分产物，并对该产物用丙酮沉淀，再用甲苯溶解，反复清洗，直到溶液中游离态的CdSe或CdTe被彻底洗去；最后获得不同反应时间、不同尺寸组装在SBA-15孔道中的CdSe或CdTe量子点。
CNB2007100375040A 2007-02-13 2007-02-13 一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法 Expired - Fee Related CN100497515C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100375040A CN100497515C (zh) 2007-02-13 2007-02-13 一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100375040A CN100497515C (zh) 2007-02-13 2007-02-13 一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101012372A true CN101012372A (zh) 2007-08-08
CN100497515C CN100497515C (zh) 2009-06-10

Family

ID=38700101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100375040A Expired - Fee Related CN100497515C (zh) 2007-02-13 2007-02-13 一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100497515C (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100575449C (zh) * 2008-01-11 2009-12-30 同济大学 一种稀土芳香羧酸介孔红光材料的制备方法
CN102492428A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种均一荧光微球及其制备方法
CN102690658A (zh) * 2012-05-28 2012-09-26 广东普加福光电科技有限公司 一种镶嵌量子点的多孔二氧化硅复合材料及其制备方法和应用
CN103539945A (zh) * 2013-09-29 2014-01-29 南京医科大学 碲化镉量子点表面对氨基酚印迹聚合物及其制备方法和应用
CN105086993A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 天津市中环量子科技有限公司 一种荧光量子点微纳米级封装的复合材料结构
CN106905975A (zh) * 2017-02-15 2017-06-30 成都新柯力化工科技有限公司 一种颗粒尺寸可控的量子点显示材料的制备方法
CN108269941A (zh) * 2018-01-23 2018-07-10 福州大学 一种基于垂直孔道sba-15限域的量子点发光二极管器件的制作方法
CN109705853A (zh) * 2019-03-01 2019-05-03 惠科股份有限公司 量子点层及其制备方法
CN109957391A (zh) * 2017-12-26 2019-07-02 Tcl集团股份有限公司 一种量子点复合材料及制备方法
CN111244200A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 Tcl集团股份有限公司 发光器件、显示装置及显示装置的制造方法和发电装置
CN111244303A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 Tcl集团股份有限公司 发光器件、显示装置及显示装置的制造方法和发电装置
CN111349436A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 Tcl集团股份有限公司 一种量子点的制备方法
CN112082980A (zh) * 2020-10-12 2020-12-15 青海大学 一种基于碳点的离子印迹荧光传感器的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1253375C (zh) * 2004-03-23 2006-04-26 中国科学院上海技术物理研究所 硒化镉量子点的制备方法
CN100334449C (zh) * 2005-09-23 2007-08-29 上海大学 有序SiO2介孔组装CdS， ZnS微阵列生物芯片的制备方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100575449C (zh) * 2008-01-11 2009-12-30 同济大学 一种稀土芳香羧酸介孔红光材料的制备方法
CN102492428A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种均一荧光微球及其制备方法
CN102492428B (zh) * 2011-11-22 2014-01-22 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种均一荧光微球及其制备方法
CN102690658A (zh) * 2012-05-28 2012-09-26 广东普加福光电科技有限公司 一种镶嵌量子点的多孔二氧化硅复合材料及其制备方法和应用
CN103539945A (zh) * 2013-09-29 2014-01-29 南京医科大学 碲化镉量子点表面对氨基酚印迹聚合物及其制备方法和应用
CN103539945B (zh) * 2013-09-29 2015-12-23 南京医科大学 碲化镉量子点表面对氨基酚印迹聚合物及其制备方法和应用
CN105086993A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 天津市中环量子科技有限公司 一种荧光量子点微纳米级封装的复合材料结构
CN106905975A (zh) * 2017-02-15 2017-06-30 成都新柯力化工科技有限公司 一种颗粒尺寸可控的量子点显示材料的制备方法
CN109957391A (zh) * 2017-12-26 2019-07-02 Tcl集团股份有限公司 一种量子点复合材料及制备方法
CN108269941A (zh) * 2018-01-23 2018-07-10 福州大学 一种基于垂直孔道sba-15限域的量子点发光二极管器件的制作方法
CN111244200A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 Tcl集团股份有限公司 发光器件、显示装置及显示装置的制造方法和发电装置
CN111244303A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 Tcl集团股份有限公司 发光器件、显示装置及显示装置的制造方法和发电装置
CN111349436A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 Tcl集团股份有限公司 一种量子点的制备方法
CN109705853A (zh) * 2019-03-01 2019-05-03 惠科股份有限公司 量子点层及其制备方法
CN109705853B (zh) * 2019-03-01 2022-04-22 惠科股份有限公司 量子点层及其制备方法
CN112082980A (zh) * 2020-10-12 2020-12-15 青海大学 一种基于碳点的离子印迹荧光传感器的制备方法
CN112082980B (zh) * 2020-10-12 2021-07-13 青海大学 一种基于碳点的离子印迹荧光传感器的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100497515C (zh) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100497515C (zh) 一种在介孔二氧化硅中组装量子点的方法
Liao et al. Bandgap engineering of lead-free double perovskite Cs2AgInCl6 nanocrystals via Cu2+-doping
Vargas et al. Enhanced Luminescence and Mechanistic Studies on Layered Double-Perovskite Phosphors: Cs4Cd1–x Mn x Bi2Cl12
CN100490967C (zh) 一种硅酸铋粉体光催化剂的制备方法
CN104492465B (zh) 一种具有棉花状结构的BiOCl光催化剂及其制备方法
CN102642818B (zh) 一种低温机械合金化制备CZTS(Se)系纳米粉体的方法
US20240047144A1 (en) Conversion of halide perovskite surfaces to insoluble, wide-bandgap lead oxysalts for enhanced solar cell stability
CN105772003A (zh) 一种单相铁酸铋可见光催化剂的快速合成方法
Ali et al. Structural and optical properties of heat treated Zn2SiO4 composite prepared by impregnation of ZnO on SiO2 amorphous nanoparticles
CN102602985B (zh) 纳米氧化亚锡和纳米二氧化锡的制备方法
CN107352521B (zh) 一种线状磷化锡化合物及其制备方法
CN110054628A (zh) 一种水稳定杂化铅碘钙钛矿材料及其应用
CN106478741A (zh) 一种五核簇钴配位聚合物及其制备方法与应用
CN106701084B (zh) 一种铜铟硫硒量子点的制备方法
CN1253375C (zh) 硒化镉量子点的制备方法
CN101844751B (zh) 一种硒化铅纳米晶体的制备方法
Lu et al. Operando X-ray spectroscopic observations of modulations of local atomic and electronic structures of color switching smart film
CN112299484B (zh) 一种常压制备铯钨青铜材料的方法
CN109880624A (zh) 超小型PbSe量子点的制备方法
CN106981572A (zh) 一种制备表面改性的CeO2纳米材料的方法、及产品和应用
CN102659084A (zh) 一种硒化锌纳米粉末的制备方法
CN101746786A (zh) 一种制备高纯α-Al2O3纳米晶体材料的方法
CN112047310A (zh) 一种Ag掺杂的ZnTe半导体纳米材料的制备方法
CN104692342A (zh) 一种硒化亚锡纳米球的制备方法
CN110669522B (zh) 一种银铟硒量子点的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090610

Termination date: 20160213