CN110387224B - 一种提高硫量子点荧光性能的方法与用途 - Google Patents

一种提高硫量子点荧光性能的方法与用途 Download PDF

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Abstract

本发明是一种提高硫量子点荧光性能的方法，属于荧光纳米材料技术领域。该方法通过二价铜与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，利用二价铜离子的弱氧化性在与硫量子点共热环境下，将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能。本发明还公开了二价铜离子在提高硫量子点荧光性能的用途。本发明方法简单易行，操作方便，可显著地提高硫量子点溶液的荧光强度，通过使用荧光光谱仪测量普通硫量子点和本发明方法处理过的硫量子点溶液的荧光强度，验证其荧光强度最高可提升近150倍。

Description

一种提高硫量子点荧光性能的方法与用途
技术领域
本发明属于荧光纳米材料技术领域，特别是一种提高硫量子点荧光性能的方法；本发明还涉及一种二价铜离子在提高硫量子点荧光性能的用途。
背景技术
目前，由于纳米材料优异的性能，引起了相当大的关注，纳米材料的荧光半导体量子点产生各种令人兴奋的应用前景，特别是其在生物学和医学上的应用。然而，在体外和体内使用时，由于许多材料的已知毒性和潜在的环境危害在很大程度上限制了这些材料的发展，因此，寻找具有类似光学性质的优良纳米材料的研究仍在继续。
硫是一种重要的元素，具有独特的化学性质和生物活性，目前有报道关于合成荧光性能良好，水溶性好，分散性好，稳定性好的荧光特性的硫量子点，但荧光强度不高，关于如何提高硫量子点的荧光强度的相关报道也很少。因此，研究如何提高硫量子点荧光强度，具体重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种方法简单，可操作性强，效果好的提高硫量子点荧光性能的方法。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了二价铜离子在提高硫量子点荧光性能的用途。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明昌一种提高硫量子点荧光性能的方法，其特点是，该方法通过二价铜与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，利用二价铜离子的弱氧化性在与硫量子点共热环境下，将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能。
本发明所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其进一步优选的技术方案是，共热环境温度为50℃~90℃，优选70℃。
本发明所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其进一步优选的技术方案是，其操作步骤如下：取硝酸铜、硫酸铜或氯化铜加入到荧光硫量子点原溶液中，搅拌；混合物于容器中磁力搅拌加热至50℃~90℃；所得产物冷却至室温，过滤，取上层清液，即得荧光增强的硫量子点溶液。
本发明所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其进一步优选的技术方案是，每1.0mL~1.5mL硫量子点原溶液中，硝酸铜、硫酸铜或氯化铜的物质的量为0.1~0.5mmol。
本发明所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其进一步优选的技术方案是，混合物于容器中磁力搅拌恒温加热至70℃，加热时间为1 h ~24h。
本发明所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其进一步优选的技术方案是，过滤所用滤芯为0.22μm。
本发明还提供了二价铜离子在提高硫量子点荧光性能的用途，该用途是通过二价铜离子与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，二价铜离子与硫量子点在共热环境下将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能。所述的共热环境温度优选为50℃~90℃，进一步优选为70℃。二价铜离子优选来自硝酸铜、硫酸铜或者氯化铜。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
本发明方法简单易行，操作方便，可显著地提高硫量子点溶液的荧光强度，通过使用荧光光谱仪测量普通硫量子点和本发明方法处理过的硫量子点溶液的荧光强度，验证其荧光强度最高可提升近150倍。
附图说明
图1为铜离子刻蚀前Sdots透射电镜图；
图2为铜离子刻蚀后Sdots透射电镜图；
图3铜离子刻蚀前Sdots荧光图（365nm紫外灯下）；
图4铜离子刻蚀后Sdots（365nm紫外灯下）；
图5优化条件下铜离子刻蚀前和刻蚀后Sdots荧光光谱图激发波长365nm；从图中可以看出硝酸铜处理过的硫量子点荧光性能提升了近150倍，但并未发生蓝移；
图6为一定量的原液中加入不同用量的铜离子处理后硫量子点荧光光谱图，激发波长365nm；
图7为铜离子刻蚀后的Sdots的荧光量子产率。
具体实施方案
以下参照附图，进一步地描述本发明具体实施技术方案，以使本领域技术人员进一步地理解本发明，而不构成对本发明权利的限制。
实施例1，一种提高硫量子点荧光性能的方法，该方法通过二价铜与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，利用二价铜离子的弱氧化性在与硫量子点共热环境下，将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能。
其操作步骤如下：取硝酸铜加入到荧光硫量子点原溶液中，搅拌；混合物于容器中磁力搅拌加热至70℃；所得产物冷却至室温，过滤，取上层清液，即得荧光增强的硫量子点溶液。每1.0mL硫量子点原溶液中，硝酸铜的物质的量为0.2mmol。加热时间为5h。过滤所用滤芯为0.22μm。
实施例2，一种提高硫量子点荧光性能的方法，该方法通过二价铜与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，利用二价铜离子的弱氧化性在与硫量子点共热环境下，将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能。
其操作步骤如下：取硫酸铜加入到荧光硫量子点原溶液中，搅拌；混合物于容器中磁力搅拌加热至50℃；所得产物冷却至室温，过滤，取上层清液，即得荧光增强的硫量子点溶液。每1.5mL硫量子点原溶液中，硫酸铜的物质的量为0.5mmol。加热时间为15h。过滤所用滤芯为0.22μm。
实施例3，一种提高硫量子点荧光性能的方法，该方法通过二价铜与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，利用二价铜离子的弱氧化性在与硫量子点共热环境下，将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能。
其操作步骤如下：取氯化铜加入到荧光硫量子点原溶液中，搅拌；混合物于容器中磁力搅拌加热至90℃；所得产物冷却至室温，过滤，取上层清液，即得荧光增强的硫量子点溶液。每1.2mL硫量子点原溶液中，氯化铜的物质的量为0.3mmol。加热时间为12h。过滤所用滤芯为0.22μm。
实施例4，一种提高硫量子点荧光性能的方法实验一，步骤如下：
1)称取0.2mmol的硝酸铜，加入到由水热法制备的1.5mL的硫量子点溶液中；另量取1.5mL硫量子点原液作为对照；
2)所得混合物于20mL圆底烧瓶中，油浴磁力搅拌70℃恒温加热1h；
3)取出所得产物，并冷却至室温，取上层清液，0.22μm滤芯过滤，得1.0mL透明清液，即荧光增强的硫量子点；
4)通过紫外分析仪观察到硝酸铜加热处理过的硫量子点激发出明显的蓝色荧光，而普通的硫量子点只是发出微弱的绿光，如图1，图2和图3所示，从图中可看出硝酸铜处理过的硫量子点和普通的硫量子点相比，荧光强度区别非常明显，对比很强烈；
5)通过使用荧光光谱仪测量普通硫量子点和硝酸铜处理后的硫量子点溶液的荧光强度，如图5所示，从图中可看出硝酸铜处理过的硫量子点溶液荧光强度明显提高，提升了近150倍。
实施例5，一种提高硫量子点荧光性能的方法实施二，步骤如下：
1)称取0.1mmol的硝酸铜，加入到由水热法制备的1.5mL的硫量子点溶液中；另量取1.5mL硫量子点原液作为对照。
2)所得混合物于20mL圆底烧瓶中，油浴磁力搅拌70℃恒温加热24h；
3)取出所得产物，并冷却至室温，取上层清液，0.22μm滤芯过滤，所得透明清液，即荧光增强的硫量子点；
通过紫外分析仪观察到硝酸铜加热处理过的硫量子点激发出强烈的蓝色荧光，而普通的硫量子点只是发出微弱的绿光，如图6所示，从图中可看出硝酸铜处理过的硫量子点和普通的硫量子点相比，荧光区别非常明显，对比很强烈。

Claims (6)

1.一种提高硫量子点荧光性能的方法，其特征在于，该方法通过二价铜与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，利用二价铜离子的弱氧化性在与硫量子点共热环境下，将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能；所述的共热环境温度为50℃~90℃。
2.根据权利要求1所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其特征在于：其操作步骤如下：取硝酸铜、硫酸铜或氯化铜加入到荧光硫量子点溶液中，搅拌；混合物于容器中磁力搅拌加热至50℃~90℃；所得产物冷却至室温，过滤，取上层清液，即得荧光增强的硫量子点溶液。
3.根据权利要求2所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其特征在于：每1.0mL~1.5mL硫量子点溶液中，硝酸铜、硫酸铜或氯化铜的物质的量为0.1 mmol ~0.5mmol。
4.如权利要求2所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其特征在于：混合物于容器中磁力搅拌恒温加热至70℃，加热时间为1 h ~24h。
5.如权利要求2所述的一种提高硫量子点荧光性能的方法，其特征在于：过滤所用滤芯为0.22μm。
6.二价铜离子在提高硫量子点荧光性能的用途，其特征在于，该用途是通过二价铜离子与硫量子点反应产生硫化铜沉淀，二价铜离子与硫量子点在共热环境下将硫进一步氧化，来提高硫量子点的荧光性能；所述的共热环境温度为50℃~90℃。
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