CN105586035B - 一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法 - Google Patents

一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105586035B
CN105586035B CN201610122311.4A CN201610122311A CN105586035B CN 105586035 B CN105586035 B CN 105586035B CN 201610122311 A CN201610122311 A CN 201610122311A CN 105586035 B CN105586035 B CN 105586035B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
silicon quantum
water
solution
bluish
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610122311.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105586035A (zh
Inventor
李文友
叶洪丽
何锡文
张玉奎
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.)
Nankai University
Original Assignee
Nankai University
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 Nankai University filed Critical Nankai University
Priority to CN201610122311.4A priority Critical patent/CN105586035B/zh
Publication of CN105586035A publication Critical patent/CN105586035A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105586035B publication Critical patent/CN105586035B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/59—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，采用高沸点的水溶性试剂丙三醇为溶剂在常压下利用微波法一步合成，步骤如下：将柠檬酸钠加入到丙三醇中，充分溶解；通入Ar气以除去溶液中的氧气，然后加入3氨丙基三乙氧基硅烷，在通入Ar条件下继续搅拌；将溶液转移到微波反应器中，在160‑200℃下反应5‑15min；将得到硅量子点溶液，加入无水乙醇中，离心，保留上清液；采用透析袋透析上清液，得到纯的硅量子点溶液，冻干，备用。本发明的优点是：该合成在常压下采用微波法一步实现的，合成过程简便、易操作，合成的水溶性硅量子点具有发射波长长、发光强度高、荧光稳定性好、细胞毒性低及生物相容性好等优点。

Description

一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法。
背景技术
硅量子点是一种新颖的荧光纳米材料，具有毒性小，原料廉价易得，易修饰，荧光强度高，光稳定性强，pH稳定性高，水溶性及生物相容性良好等优点。目前对硅量子点的研究主要集中在其合成方法上，合成条件的简便化及合成的硅量子点光学性能的优异化是目前研究的方向所在。
目前一锅法制备水溶性硅量子点的方法主要有水热合成法及微波合成法，溶剂主要是水。Zhang(Nanoscale,2014,6,4096-4101)以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为硅源，柠檬酸钠为还原剂，水为溶剂于160℃条件下反应12h水热合成发射蓝光的硅量子点；Feng(Sensors and Actuators B,2014,203,795–801)同样采用水热合成法在200℃高温下反应2h合成发射蓝光的硅量子点。由此可见水热合成法耗时长，同时制备的硅量子点发射波长短(～448nm)。Lee,S.T.(J.Am.Chem.Soc.2013,135,8350-8356)采用微波法在160℃下15min内快速合成高荧光亮度的水溶性硅量子点，但该反应是在高压下实现的，且发射波长也较短，同样为460nm的蓝光。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，该方法是在常压下采用微波法一步实现的，合成过程简便、易操作，合成的硅量子点具有发射波长长(505nm)发光强度高(PLQY:45％)、荧光稳定性好、细胞毒性低及生物相容性好等优点。
本发明的技术方案：
一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，采用高沸点的水溶性试剂丙三醇为溶剂在常压下利用微波法一步合成，包括以下步骤：
1)将还原剂柠檬酸钠加入到溶剂丙三醇中，柠檬酸钠与丙三醇的用量比为0.3168g：8mL，磁力搅拌10-15min，使柠檬酸钠充分溶解，得到均一的混合液；
2)向所述混合液中通入Ar气5-10min，以除去溶液中的氧气，然后加入3氨丙基三乙氧基硅烷，在通入Ar条件下继续搅拌5-10min；
3)将上述溶液转移到微波反应器中，在160-200℃下反应5-15min，得到硅量子点溶液；
4)将上述硅量子点溶液加入无水乙醇中，量子点溶液与无水乙醇的体积比为1:25，在6000rpm下离心10-30min，保留上清液；
5)采用透析袋透析上述上清液，得到纯的硅量子点溶液，冻干，备用。
所述步骤2)中3-氨丙基三乙氧基硅烷与柠檬酸钠的摩尔比为1:0.08-0.25。
所述步骤5)中透析袋的分子截留量为1000，每隔6-8h换水一次，共换水3-4次，总透析时间为20-24h。
本发明的有益效果是：本发明采用高沸点的水溶性丙三醇为溶剂，常压微波条件下一步合成了蓝绿荧光的水溶性硅量子点，该合成过程简便、易操作，合成的硅量子点具有发射波长长(505nm)发光强度高(PLQY:45％)、荧光稳定性好、细胞毒性低及生物相容性好等优点。
附图说明
图1为实施例1合成的硅量子点的TEM。
图2为实施例1合成的硅量子点的HRTEM图。
图3为实施例1合成的硅量子点的紫外-可见吸收谱图。
图4为实施例1合成的硅量子点的荧光发射谱图(Ex＝440nm)及荧光激发谱图(Em＝505nm)图。
图5为实施例1合成的硅量子点的室温及365nm紫外灯箱中的图片。
图6为硅量子点的细胞毒性测试图。
具体实施方式
实施例1：
一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，采用高沸点的水溶性试剂丙三醇为溶剂在常压下利用微波法一步合成，包括以下步骤：
1)将0.3168g柠檬酸钠加入到8mL丙三醇中，磁力搅拌10min，使柠檬酸钠充分溶解，得到均一的混合液；
2)向所述混合液中通入Ar气5min，以除去溶液中的氧气，然后加入3氨丙基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷与柠檬酸钠的摩尔比为1：0.125，在通入Ar条件下继续搅拌5min；
3)将上述溶液转移到微波反应器中，在160℃下反应5min，得到硅量子点溶液；
4)将上述硅量子点溶液加入无水乙醇中，量子点溶液与无水乙醇的体积比为1:25，在6000rpm下离心10min，保留上清液；
5)采用透析袋透析上述上清液，透析袋的分子截留量为1000，每隔6h换水一次，共换水3次，总透析时间为20h，得到纯的硅量子点溶液，冻干，备用。
图1为合成的硅量子点的TEM，图中表明：合成的硅量子点分散均匀，粒径均一，平均粒径大约为4.3nm。
图2为合成的硅量子点的HRTEM图，图中表明：合成的硅量子点晶格条纹清晰，晶形良好，晶格间距为0.32nm，对应硅的(111)晶面。
图3为合成的硅量子点的紫外—可见谱图，图中表明：合成的硅量子点在420—450nm有吸收峰。
图4为合成的硅量子点的荧光发射谱图(Ex＝440nm)及荧光激发谱图(Em＝505nm)图，图中表明：合成的硅量子点的最佳激发波长为440nm，最佳发射波长为505nm，发射蓝绿光。
图5为合成的硅量子点的室温及365nm紫外灯箱中的图片，图中表明：合成的硅量子点为澄清透明的均一溶液，在紫外照射下发出蓝绿荧光。
制得的硅量子点的细胞毒性测试：
硅量子点的细胞毒性测试，方法如下：利用酶标仪采用CCK8检测法测定浓度为0，50，100μg/mL的硅量子点与Hela细胞细胞培养0，4，12，24，48h后的毒性。
图6为合成的硅量子点的细胞毒性测试图，图中表明:合并的硅量子点毒性很小。
实施例2：
一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，采用高沸点的水溶性试剂丙三醇为溶剂在常压下利用微波法一步合成，制备步骤与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤3)中的反应温度为180℃，制得纯的硅量子点溶液。
制得的硅量子点的检测与细胞毒性测试结果与实施例1类同。
实施例3：
一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，采用高沸点的水溶性试剂丙三醇为溶剂在常压下利用微波法一步合成，制备步骤与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤3)中的反应温度为200℃，制得纯的硅量子点溶液。
制得的硅量子点的检测与细胞毒性测试结果与实施例1类同。

Claims (3)

1.一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，其特征在于：采用高沸点的水溶性试剂丙三醇为溶剂在常压下利用微波法一步合成，包括以下步骤：
1)将还原剂柠檬酸钠加入到溶剂丙三醇中，柠檬酸钠与丙三醇的用量比为0.3168g：8mL，磁力搅拌10-15min，使柠檬酸钠充分溶解，得到均一的混合液；
2)向所述混合液中通入Ar气5-10min，以除去溶液中的氧气，然后加入3- 氨丙基三乙氧基硅烷，在通入Ar条件下继续搅拌5-10min；
3)将上述溶液转移到微波反应器中，在160-200℃下反应5-15min，得到硅量子点溶液；
4)将上述硅量子点溶液加入无水乙醇中，量子点溶液与无水乙醇的体积比为1:25，在6000rpm下离心10-30min，保留上清液；
5)采用透析袋透析上述上清液，得到纯的硅量子点溶液，冻干，备用。
2.根据权利要求1所述高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中3-氨丙基三乙氧基硅烷与柠檬酸钠的摩尔比为1:0.08-0.25。
3.根据权利要求1所述高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中透析袋的分子截留量为1000，每隔6-8h换水一次，共换水3-4次，总透析时间为20-24h。
CN201610122311.4A 2016-03-04 2016-03-04 一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法 Expired - Fee Related CN105586035B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610122311.4A CN105586035B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610122311.4A CN105586035B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105586035A CN105586035A (zh) 2016-05-18
CN105586035B true CN105586035B (zh) 2017-11-03

Family

ID=55925948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610122311.4A Expired - Fee Related CN105586035B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105586035B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106753354A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 广西师范学院 以剑麻为原料的水溶性碳量子点的制备方法
CN107325814B (zh) * 2017-06-22 2018-11-09 东南大学 一种荧光硅纳米点及其制备方法与应用
CN109608572B (zh) * 2018-11-27 2020-11-24 南开大学 一种基于硅纳米粒子的荧光型双模板抗原决定基印迹聚合物的制备方法
CN109652067B (zh) * 2018-12-19 2021-12-14 河南师范大学 一种水溶性绿色荧光硅量子点的制备方法及应用
CN109777401B (zh) * 2018-12-31 2020-08-28 华南农业大学 一种水溶性蓝色荧光硅量子点的制备方法、其应用
CN109432446A (zh) * 2019-01-04 2019-03-08 南开大学 一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法
CN110511745B (zh) * 2019-08-26 2022-05-27 河南师范大学 一种水溶性荧光硅量子点的制备方法及其在选择性检测对硝基酚中的应用
CN110951478A (zh) * 2019-11-13 2020-04-03 华南农业大学 双发射荧光材料及其制备方法和其在led器件中的应用
CN111100631A (zh) * 2019-11-29 2020-05-05 华南农业大学 一种多色发光固态硅点粉末及其制备方法多功能应用
CN113720816A (zh) * 2021-08-16 2021-11-30 中国水产科学研究院东海水产研究所 一种基于硅点荧光检测水产品中氟离子的方法
CN115093848B (zh) * 2022-08-11 2023-10-20 郑州中科生物医学工程技术研究院 一种黄色荧光硅量子点及制备方法与应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102225758B (zh) * 2011-04-13 2012-10-24 昆明物理研究所 一种石墨烯量子点的超声波化学制备方法
CN102675565A (zh) * 2012-05-09 2012-09-19 天津大学 一种碳量子点—聚n-异丙基丙烯酰胺复合材料及其制备方法
CN103482605B (zh) * 2013-09-19 2015-12-02 兰州大学 一种可大量制备碳量子点生物成像剂的方法
CN103896251B (zh) * 2014-04-04 2015-10-28 宁波工程学院 一种水溶性碳量子点生物显影剂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105586035A (zh) 2016-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105586035B (zh) 一种高亮蓝绿荧光的水溶性硅量子点的制备方法
Li et al. Fluorescent carbon nanoparticles: electrochemical synthesis and their pH sensitive photoluminescence properties
CN104003392B (zh) 3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷在制备超亮荧光硅量子点中的应用
Zhang et al. Protein as the source for synthesizing fluorescent carbon dots by a one-pot hydrothermal route
Ma et al. One-step ultrasonic synthesis of fluorescent N-doped carbon dots from glucose and their visible-light sensitive photocatalytic ability
Liu et al. One-pot synthesis of ternary CuInS 2 quantum dots with near-infrared fluorescence in aqueous solution
Gao et al. Exploring of multicolor emissive carbon dots with novel double emission mechanism
Yan et al. Development of multicolor carbon nanoparticles for cell imaging
CN103160279A (zh) 一种功能性碳点及其制备和应用
CN109266324A (zh) 树枝状二氧化硅@碳点复合纳米颗粒及其制备方法
Qiao et al. Rapid conversion from common precursors to carbon dots in large scale: Spectral controls, optical sensing, cellular imaging and LEDs application
CN102031110A (zh) 一种InP/ZnS核壳结构量子点及制备方法
Shao et al. A reformative oxidation strategy using high concentration nitric acid for enhancing the emission performance of graphene quantum dots
CN106497561B (zh) 制备石墨烯量子点黄色荧光粉或其混合物和制备白光led器件的方法
WO2020140325A1 (zh) 一种水溶性蓝色荧光硅量子点的制备方法及其应用
CN106833622A (zh) 一种可见光激发的纯有机长余辉材料及其制备方法与应用
Liu et al. Carbon dot-based nanocomposite: Long-lived thermally activated delayed fluorescence for lifetime thermal sensing
Zou et al. Singlet oxygen generation of photosensitizers effectively activated by Nd3+-doped upconversion nanoparticles of luminescence intensity enhancing with shell thickness decreasing
CN102766463B (zh) 一种水溶性CdSe量子点的制备方法
Luo et al. Sn 4+ complexation with sulfonated-carbon dots in pursuit of enhanced fluorescence and singlet oxygen quantum yield
CN101724402A (zh) CdSe/SiO2量子点复合荧光纳米粒子的制备方法
Xie et al. Synthesis of carbon dots@ Mg (OH) 2 solid-state composites with blue, red emitting for horticultural application
CN103194221A (zh) 一种微波辐射制备水溶性荧光硅纳米颗粒的方法
Liu et al. Formation of nitrogen-doped blue-and green-emitting fluorescent carbon dots via a one-step solid-phase pyrolysis
Ge et al. Fast synthesis of fluorescent SiO 2@ CdTe nanoparticles with reusability in detection of H 2 O 2

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: 20171103

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee