CN104610971A - 具有高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法 - Google Patents
具有高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104610971A CN104610971A CN201510029123.2A CN201510029123A CN104610971A CN 104610971 A CN104610971 A CN 104610971A CN 201510029123 A CN201510029123 A CN 201510029123A CN 104610971 A CN104610971 A CN 104610971A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- quantum dot
- znte
- znte quantum
- quantum dots
- 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
Links
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法,属复合纳米微晶材料技术领域。本发明产物为ZnTe量子点,其制备方法是:首先利用硼氢化钠(NaBH4)和碲粉(Te)反应制备碲氢化钠(NaHTe),然后将碲氢化钠注入到用氢氧化钠调节好PH的乙酸锌、3-巯基丙酸、巯基乙酸溶液中,两者反应生成ZnTe量子点溶液。本发明所得产物分散均匀、量子点荧光产率高、团聚少,它可应用于生物荧光标记、药物分离和一些光电器件领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种在弱酸性条件下具有高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法,属于复合纳米微晶材料技术领域。
背景技术
ZnTe 是一种直接带隙Ⅱ-Ⅵ 族化合物半导体,为闪锌矿结构,其带隙宽度为2.26ev(300K),波尔激子半径为7nm,具有吸收系数高,禁带宽度与太阳光谱相匹配等优点。并且,与镉系量子点材料相比,ZnTe量子毒性低,更符合绿色环保的要求,在光电器件,生物探测,荧光标记和成像等领域有着广泛的应用前景。
目前关于ZnTe量子点在水相和有机相合成的报道非常少。2007年,Sang Hyun Lee, Yun Ju Kim等采用有机相制备出ZnTe纳米晶体,制备的量子点尺寸较大,不均匀。2008年,Jun Zhang,Kai Sun等在有机相制备出ZnTe量子点,制备出的量子点比较均匀,但所制备的ZnTe量子点并没有表现出荧光特性。2010年,Shuhong Xu, Chunlei Wang等采用水相法制备出ZnTe量子点,制备出的量子点稳定性不好,质量不高,同样也没有表现出荧光特性。而与传统的有机相相比,水相工艺操作具有低成本、易控制的特点,因此,采用水相法制备高荧光产率的ZnTe量子点更符合现代应用发展的需求。
本发明专利采用水相法在弱酸性条件下成功合成高荧光产率的ZnTe量子点,在紫外灯照射下ZnTe量子点发出明显的荧光,并且随着反应时间的增加,ZnTe量子点光谱有明显的移动。这是首次得到ZnTe量子点的荧光图谱,填补了国内外在此领域的空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在弱酸性条件下水相制备荧光强度高、发光稳定的ZnTe量子点的方法,其制备过程和步骤如下:
a. 在100ml梨形瓶中持续通入氮气,约30min之后,依次往其中加入2.4mmolNaBH4、0.8mmol碲粉(Te) 和4ml去离子水;然后将梨形瓶置于常温(20℃),反应约2h黑色碲粉全部消失,生成淡紫色的澄清溶液Ⅰ,即NaHTe溶液;
b. 250ml三口烧瓶中,依次加入1.6mmol乙酸锌、100ml去离子水、200μL 3-巯基丙酸和300μL巯基乙酸,通入氮气去除溶液中的氧气,然后用1M NaOH调节PH至6,将三颈烧瓶置于常温(20℃)油浴中磁力搅拌30min,得到无色透明澄清溶液Ⅱ,即 Zn(Ac)2混合溶液;
c. 用注射器将溶液Ⅰ迅速注入到溶液Ⅱ中,并继续通以氮气,在常温(20℃)下磁力搅拌2h,之后将温度加热到90℃,反应5h后得到无色透明澄清的ZnTe量子点溶液。
本发明制备的ZnTe量子点具有团聚少、荧光强度高、生物兼容性等特点,使其在生物荧光标记和光电材料等领域显示出很大的应用前景。
本发明的突出特点为:(1)首次在弱酸性条件下采用水相法制备出ZnTe量子点,荧光强度高,在紫外灯下发光明显;(2)所制备的ZnTe量子点,光谱有明显移动。(3)在相对较低的温度下采用水相合成法制备(90℃),实验操作简单,过程容易控制,且制备的量子点无需二次转换,可直接应用于生物标记。
附图说明
图1为本发明实施制得样品的X射线衍射(XRD)图;
图2为本发明实施制得样品的高倍透视电子显微镜(HRTEM)照片;
图3为本发明实施制得样品的紫外可见吸收(uv-vis)光谱;
图4为本发明实施制得样品的光致发光(PL)光谱;
图5为本发明实施制得样品紫外灯照射下的发光照片。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例
本实施例的制备过程和步骤如下:
a. 在100ml梨形瓶中持续通入氮气,约30min之后,依次往其中加入2.4mmolNaBH4、0.8mmol 碲粉(Te) 和4ml去离子水;然后将梨形瓶置于常温(20℃),反应约2h黑色碲粉全部消失,生成淡紫色的澄清溶液Ⅰ,即NaHTe溶液;
b. 250ml三口烧瓶中,依次加入1.6mmol乙酸锌、100ml去离子水、200μL 3-巯基丙酸和300μL巯基乙酸,通入氮气去除溶液中的氧气,然后用1M NaOH调节PH至6,将三颈烧瓶置于常温(20℃)油浴中磁力搅拌30min,得到无色透明澄清溶液Ⅱ,即 Zn(Ac)2混合溶液;
C. 用注射器将溶液Ⅰ迅速注入到溶液Ⅱ中,并继续通以氮气,在常温(20℃)下磁力搅拌2h,之后将温度加热到90℃,反应5h后得到无色透明澄清的ZnTe量子点溶液。
本发明利用X射线衍射仪、紫外吸收分光光度仪和荧光发射分度计对实验样品进行结构和荧光性能分析,并通过高分辨率透射电子显微镜观察其纳米微晶的超微结构,其测试结果表明:如图1所示,ZnTe量子点的XRD图谱。通过与标准PDF卡对比可知,合成的ZnTe量子点为六角晶相,衍射峰有一定的宽化,说明得到的ZnTe量子点尺寸比较小。27.2°、 31.9°和 45.9°处衍射峰分别对应ZnTe的(101)(102)(111)晶面。图中的29°所对应的衍射峰是衬底峰。图2为ZnTe量子点反应5h取得样品的高倍透射电子显微镜(HRTEM)照片。图a可以看出ZnTe量子点分别均匀,分散性好,无团聚现象。(b)图可以看出ZnTe量子点直径约5nm,通过测量晶面间距可以确定d=0.32nm,再由图1中XRD谱比对标准pdf卡片可知其对应ZnTe晶体的(101)晶面。图3为不同反应时间ZnTe量子点的紫外-可见吸收光谱,随反应时间的延长,ZnTe量子点吸收边发生红移,由于量子限域效应的存在量子点的吸收光谱不是单吸收峰,是由多个吸收峰位,所以不同大小的量子点能同时被同一单色光源激发,产生不同荧光激发峰,其特性优于仅一种波长只激发一种普通有机染料分子的生物标记。图4为不同反应时间ZnTe量子点的荧光发射谱,随着反应时间的延长,量子点不断长大,其荧光发射峰发生红移。在量子点不断长大的过程中,量子点的表面出现了很多缺陷,其荧光的发射也是由缺陷引起的。不同反应时间(1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h)对应的衍射峰位分别为490nm、515nm、526nm、530nm、532nm、536nm、 547nm,可以明显的看出随着反应时间的延长,量子点尺寸变大出现了明显的红移现象。图5为不同反应时间ZnTe量子点在紫外灯照射下的发光照 片,发光颜色由绿色向橙色逐渐红移。
Claims (1)
1.一种高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法,其特征在于具有以下的制备过程和步骤:
a. 在100ml梨形瓶中持续通入氮气,约30min之后,依次往其中加入2.4mmolNaBH4、0.8mmol碲粉(Te) 和4ml去离子水;然后将梨形瓶置于常温(20℃),反应约2h黑色碲粉全部消失,生成淡紫色的澄清溶液Ⅰ,即NaHTe溶液;
b. 250ml三口烧瓶中,依次加入1.6mmol乙酸锌、100ml去离子水、200μL 3-巯基丙酸和300μL巯基乙酸,通入氮气去除溶液中的氧气,然后用1M NaOH调节PH至6,将三颈烧瓶置于常温(20℃)油浴中磁力搅拌30min,得到无色透明澄清溶液Ⅱ,即 Zn(Ac)2混合溶液;
c. 用注射器将溶液Ⅰ迅速注入到溶液Ⅱ中,并继续通以氮气,在常温(20℃)下磁力搅拌2h,之后将温度加热到90℃,反应5h后得到无色透明澄清的ZnTe量子点溶液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510029123.2A CN104610971B (zh) | 2014-05-06 | 2015-01-21 | 具有高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2014101883187 | 2014-05-06 | ||
CN201410188318 | 2014-05-06 | ||
CN201510029123.2A CN104610971B (zh) | 2014-05-06 | 2015-01-21 | 具有高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104610971A true CN104610971A (zh) | 2015-05-13 |
CN104610971B CN104610971B (zh) | 2018-03-06 |
Family
ID=53145626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510029123.2A Expired - Fee Related CN104610971B (zh) | 2014-05-06 | 2015-01-21 | 具有高荧光产率的ZnTe量子点的水相制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104610971B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101077976A (zh) * | 2007-06-28 | 2007-11-28 | 复旦大学 | 一种CdTe/CdS/ZnS 核-壳-壳结构量子点的制备方法 |
CN101429433A (zh) * | 2007-11-05 | 2009-05-13 | 苏州市长三角系统生物交叉科学研究院有限公司 | 高荧光量子效率的核-壳-壳结构量子点及其制备方法 |
CN101508416A (zh) * | 2009-03-11 | 2009-08-19 | 上海大学 | 巯基单或多元有机酸表面修饰的ⅱ-ⅵ族半导体量子点及其制备方法 |
CN101525534A (zh) * | 2008-03-06 | 2009-09-09 | 北京华美精创纳米相材料科技有限责任公司 | 超声喷雾法快速制备水溶性量子点的方法 |
CN102081040A (zh) * | 2009-11-27 | 2011-06-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 量子点荧光检测酶活性的方法 |
CN102181932A (zh) * | 2011-03-04 | 2011-09-14 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种ZnxCd1-xTe荧光纳米棒及其水相合成方法 |
-
2015
- 2015-01-21 CN CN201510029123.2A patent/CN104610971B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101077976A (zh) * | 2007-06-28 | 2007-11-28 | 复旦大学 | 一种CdTe/CdS/ZnS 核-壳-壳结构量子点的制备方法 |
CN101429433A (zh) * | 2007-11-05 | 2009-05-13 | 苏州市长三角系统生物交叉科学研究院有限公司 | 高荧光量子效率的核-壳-壳结构量子点及其制备方法 |
CN101525534A (zh) * | 2008-03-06 | 2009-09-09 | 北京华美精创纳米相材料科技有限责任公司 | 超声喷雾法快速制备水溶性量子点的方法 |
CN101508416A (zh) * | 2009-03-11 | 2009-08-19 | 上海大学 | 巯基单或多元有机酸表面修饰的ⅱ-ⅵ族半导体量子点及其制备方法 |
CN102081040A (zh) * | 2009-11-27 | 2011-06-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 量子点荧光检测酶活性的方法 |
CN102181932A (zh) * | 2011-03-04 | 2011-09-14 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种ZnxCd1-xTe荧光纳米棒及其水相合成方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BOHUA DONG ET AL.: "Facile synthesis of highly luminescent UV-blue emitting ZnSe/ZnS core/shell quantum dots by a two-step method", 《CHEM. COMMUN.》, vol. 46, 27 August 2010 (2010-08-27) * |
SHUHONG XU ET AL.: "Key Roles of Solution pH and Ligands in the Synthesis of Aqueous ZnTe Nanoparticles", 《CHEM. MATER.》, vol. 22, 11 October 2010 (2010-10-11) * |
杜保安等: "在水相中优化合成CdTe半导体量子点", 《河北大学学报(自然科学版)》, vol. 31, no. 2, 31 March 2011 (2011-03-31) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104610971B (zh) | 2018-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | One-step synthesis of yellow-emitting carbogenic dots toward white light-emitting diodes | |
Nyman et al. | Nano-YAG: Ce mechanisms of growth and epoxy-encapsulation | |
Anh et al. | Luminescent nanomaterials containing rare earth ions for security printing | |
Chen et al. | Room-temperature ionic-liquid-assisted hydrothermal synthesis of Ag-In-Zn-S quantum dots for WLEDs | |
CN103320134A (zh) | ZnSe:Mn量子点的成核水相制备方法 | |
CN110129040A (zh) | 一种水溶性荧光硫量子点的制备方法 | |
CN102703084B (zh) | 碲化锌包覆Cu掺杂ZnSe量子点的水相制备方法 | |
Xu et al. | Lanthanide-containing persistent luminescence materials with superbright red afterglow and excellent solution processability | |
CN102634336A (zh) | 一种发光可调的无配体硫化镉半导体量子点及其制备方法 | |
CN107032388B (zh) | 一种常温常压制备硫化银量子点的方法 | |
Kim et al. | Synthesis and optical properties of CaMoO4: Eu3+, Na+ nanophosphors and a transparent CaMoO4: Eu3+, Na+ suspension | |
CN101798511A (zh) | 气相法制备ii-vi族水溶性硒化物半导体量子点的方法 | |
CN102965113A (zh) | ZnS包覆ZnSe:Cu量子点的水相制备方法 | |
CN103320135B (zh) | 酸性条件下CdZnTe量子点的水相制备方法 | |
Zhang et al. | Synthesis and the temperature-dependent luminescent properties of SrWO4: Eu3+ ultralong nanowire phosphors | |
Zhu et al. | Redispersible and water-soluble LaF 3: Ce, Tb nanocrystals via a microfluidic reactor with temperature steps | |
CN101913574A (zh) | 一种碲化镉量子点的制备方法 | |
CN101585517A (zh) | 一种发射蓝光的硒化镉量子点粉末的合成方法 | |
Tang et al. | Controllable synthesis and luminescence properties of monodisperse lutetium oxide spheres with tunable particle sizes and multicolor emissions | |
Wu et al. | Influence of pH on nano-phosphor YPO4: 2% Sm3+ and luminescent properties | |
CN110408386B (zh) | 一种从绿光到红光变化的硫化铟银量子点及其一步合成方法和应用 | |
Li et al. | Ultraviolet-light emission enhancement and morphology stability for ZnO: Ga nanorod array treated by hydrogen plasma | |
CN104877685A (zh) | 一种用于光电子器件核-壳结构ZnSe/ZnS量子点制备方法 | |
Li et al. | Green and high yield synthesis of CdTe@ Hydrotalcite nanocrystals with enhanced photoluminescence stability toward white light emitting diodes | |
Wang et al. | Synthesis of high-quality CdSe quantum dots in aqueous solution |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180306 Termination date: 20210121 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |