CN106010540B - 一种量子点/金属有机骨架复合薄膜及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于CdTe QDs和ZIF‑8为构筑单元的复合发光薄膜的制备方法。其特征主要有：每次沉积循环中2‑甲基咪唑和硝酸锌的摩尔比为2:1，二者溶液体积相等，沉积效果最好。所制备的复合薄膜用于尺寸选择性传感检测尺寸大小不同的分子，通过将两种尺寸CdTe量子点和ZIF‑8集成到同一块复合薄膜中，还可以实现复合发光薄膜多色调节的应用研究。本发明所述的CdTe QDs/ZIF‑8复合薄膜的制备方法简单，条件温和，无需高成本试剂和仪器设备，耗时短。

Description

一种量子点/金属有机骨架复合薄膜及其制备和应用
技术领域
本发明涉及制备CdTe QDs和ZIF-8为构筑单元的复合发光薄膜的制备方法。利用ZIF-8可以方便成膜的特性，每层ZIF-8可以有效隔离CdTe量子点层并固定住量子点，使量子点保持很高的发光效率，一方面基于ZIF-8薄膜的孔道尺寸选择性效应，将CdTe QDs/ZIF-8薄膜用于分子尺寸选择性传感检测研究，另一方面分别将两种尺寸CdTe量子点和ZIF-8集成到同一块复合薄膜中，通过调节组装序列、循环层数及两种尺寸CdTe量子点的比例，构造出了一系列发光颜色在绿光到红光区域可连续调节的多色发光薄膜，本发明属于发光薄膜材料领域。
背景技术
量子点因具有高效的发光效率，在荧光传感检测及光学发光领域展现极其广阔的应用前景。其中，量子点为基的荧光发光薄膜受到大家的广泛研究兴趣。而目前以量子点为基础的复合薄膜中的固体基质部分主要是聚合物和无机材料等少数几个选择。拓展其他固体基质材料体系也是很有必要的。最近，通过简单的旋涂胶体粒子或原位生长等手段可方便的将MOFs制备成薄膜形式而沉积到各式各样的衬底上。这促使我们把量子点和MOFs集成在一起制备成一种新结构的复合发光薄膜。
发明内容
本发明提供了一种将量子点和MOFs集成在一起制备成一种新结构的复合发光薄膜的思路和手段，并将复合薄膜用于尺寸选择性传感和多色发光的研究。
本发明使用如下技术方案：
(1)合成两种尺寸的CdTe QDs，洗涤，重新分散在水中备用；
(2)载玻片放置于浓硫酸和双氧水的混合溶液(v/v＝70:30)中，在70℃下加热蒸30min进行清洁处理，处理完后，用去离子水充分洗涤，再在氮气气流中吹干，备用；
(3)室温下，将步骤(2)处理干净的玻璃载片完全浸泡在由5ml(50mM)2-甲基咪唑甲醇溶液与等体积的25mM的硝酸锌甲醇溶液组成的新鲜混合溶液中30min，沉积完毕后取出，用甲醇冲洗干净，并在氮气气流中吹干；
(4)把沉积有一层ZIF-8薄膜的载玻片置于CdTe QDs溶液中浸泡15min，取出后用去离子水漂洗干净，再在氮气气流中吹干，这样由一层ZIF-8和一层CdTe QDs组成的复合薄膜便被成功制备；
(5)重复以上(3)和(4)两个步骤，便可制备多层复合薄膜。
本发明所述的CdTe QDs/ZIF-8复合薄膜的制备方法简单，条件温和，无需高成本试剂和仪器设备，耗时短。所制备的复合薄膜用于尺寸选择性传感检测尺寸大小不同的分子，通过将两种尺寸CdTe量子点和ZIF-8集成到同一块复合薄膜中，还可以实现复合发光薄膜多色调节的应用研究。
附图说明
图1CdTe QDs/ZIF-8复合薄膜制备过程及其应用示意图。
图2两种尺寸的CdTe量子点分别于ZIF-8构成的单色复合薄膜在紫外灯下的照片以及相应的荧光光谱图。
图3单色CdTe QDs/ZIF-8复合薄膜用于分子尺寸选择性传感检测研究。
图4以单一绿光薄膜和单一红光薄膜为调色基底分别制得的多色发光复合薄膜在紫外灯下的照片以及相应的荧光光谱图。
具体实施方式
实施例1：CdTe QDs/ZIF-8复合薄膜的制备，先将处理干净的玻璃载片完全浸泡在由5ml(50mM)2-甲基咪唑甲醇溶液与等体积的25mM的硝酸锌甲醇溶液组成的新鲜混合溶液中30min，沉积完毕后取出，用甲醇冲洗干净，并在氮气气流中吹干，然后把沉积有一层ZIF-8薄膜的载玻片置于CdTe QDs溶液中浸泡15min，取出后用去离子水漂洗干净，再在氮气气流中吹干，重复上述操作便可制备多层复合薄膜。每次沉积循环中2-甲基咪唑和硝酸锌的摩尔比为2:1，二者溶液体积相等，沉积效果最好。
实施例2：CdTe QDs/ZIF-8复合薄膜用于选择性检测传感，分别配制0.03mM过氧化氢和0.03mM叶酸的磷酸盐缓冲溶液(PH 7.2)，分别把所制备的CdTe QDs/ZIF-8复合薄膜浸泡3min时间，由于ZIF-8薄膜的孔道尺寸选择性效应，将CdTe QDs/ZIF-8薄膜用于分子尺寸选择性传感检测研究，成功实现了对双氧水分子和叶酸分子的选测性检测。
实施例3：分别将两种尺寸CdTe量子点和ZIF-8集成到同一块复合薄膜中，通过调节组装序列、循环层数及两种尺寸CdTe量子点的比例，构造出了一系列发光颜色在绿光到红光区域可连续调节的多色发光薄膜。

Claims (4)

1.一种量子点/金属有机骨架复合薄膜，其特征在于，该薄膜的构筑单元是由CdTe QDs纳米颗粒和ZIF-8薄膜组成。
2.一种权利要求1所述薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)制备两种尺寸的CdTe QDs，洗涤，重新分散在水中备用；
(2)载玻片放置于体积比为70:30的浓硫酸和双氧水的混合溶液中，在70℃下加热蒸30min进行清洁处理，处理完后，用去离子水充分洗涤，再在氮气气流中吹干，备用；
(3)室温下，将步骤(2)处理干净的玻璃载片完全浸泡在由5ml浓度为50mM的2-甲基咪唑甲醇溶液与等体积的25mM的硝酸锌甲醇溶液组成的新鲜混合溶液中30min，沉积完毕后取出，用甲醇冲洗干净，并在氮气气流中吹干；
(4)把沉积有一层ZIF-8薄膜的载玻片置于CdTe QDs溶液中浸泡15min，取出后用去离子水漂洗干净，再在氮气气流中吹干，这样由一层ZIF-8和一层CdTe QDs组成的复合薄膜便被成功制备；
(5)重复以上(3)和(4)两个步骤，便可制备多层复合薄膜。
3.一种权利要求1所述的薄膜应用于选择性检测传感的用途，其特征在于，由于ZIF-8薄膜的孔道尺寸选择性效应，将复合薄膜用于分子尺寸选择性传感检测研究，成功实现了对双氧水分子和叶酸分子的选测性检测。
4.一种权利要求1所述的薄膜作为多色发光薄膜的用途，其特征在于，分别将两种尺寸CdTe量子点和ZIF-8集成到同一块复合薄膜中，通过调节组装序列、循环层数及两种尺寸CdTe量子点的比例，构造出了一系列发光颜色在绿光到红光区域可连续调节的多色发光薄膜。
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