CN115651644A

CN115651644A - 一种室温下制备水溶性银铟硫量子点材料的方法

Info

Publication number: CN115651644A
Application number: CN202211299393.1A
Authority: CN
Inventors: 张万路; 胡哲; 郭睿倩; 解凤贤; 龚向阳
Original assignee: Fudan University
Current assignee: Fudan University
Priority date: 2022-10-23
Filing date: 2022-10-23
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明属于量子点材料技术领域，具体为一种室温下制备水溶性银铟硫量子点材料的方法。本发明方法包括：制备前体溶液：将银源、铟源按一定摩尔比加入水中，再加入配体，形成前体溶液；在前体溶液中加入硫化钠，在室温下搅拌，得到水溶性银铟硫量子点材料。本发明无需加热包、马弗炉或微波加热，不受实验场地和实验设备所限，仅利用简单的室温下搅拌即可快速合成，该方法工艺简单、实验复现性高，可实现量子点的宏量制备。制备的水溶性银铟硫量子点材料粒径小，单分散性好，还可通过调节阴阳离子比、pH、配体量实现发射波长的调谐，在发光二极管、太阳能电池、光电探测等领域都具有很大的应用潜力。

Description

一种室温下制备水溶性银铟硫量子点材料的方法

技术领域

本发明属于量子点材料技术领域，具体涉及一种水溶性银铟硫量子点材料的制备方法。

背景技术

量子点作为一类新型的零维纳米材料在近十年来发展迅速，在发光二极管、太阳能电池、光电探测、生物医学等多个领域都有很大的应用潜力。由于量子限域效应，量子点可以通过改变粒径大小轻易地完成光谱调谐，而合金量子点由“尺寸依赖”向“成分依赖”转变的特点受到了研究者的关注，银铟硫量子点作为一种I-III-VI族合金量子点，具有绿色低毒、环境友好的特点，被认为是传统含镉量子点的理想替代品。

目前绝大多数银铟硫量子点的制备都需要在三颈烧瓶、反应釜等中加热反应，存在反应时间长、温度需求高、制备难度大、合成效率低等缺点，不利于规模化生产。因此，本发明构筑了一种室温下制备水溶性银铟硫量子点的方法，可以实现银铟硫的宏量合成。

发明内容

本发明所要解决的主要问题是银铟硫量子点制备过程中反应时间长、温度需求高、制备难度大、合成效率低的问题，提供一种室温下制备水溶性银铟硫量子点的方法。

本发明提供的室温下制备水溶性银铟硫量子点的方法，所述水溶性银铟硫量子点中阳离子与阴离子的摩尔比为1:1-1:2；所述阳离子为银离子和铟离子，银离子和铟离子的摩尔比为1:1-1:32；所述阴离子为硫离子；制备的具体步骤如下：

（1）制备前体溶液

将银源、铟源加入水中，银离子和铟离子的摩尔比为1:1-1:32（1:（1-32）；加入配体，配体的加入量为银源的3.7-15.9倍；再加入碱或酸溶液调节pH为2-10，形成前体溶液；

（2）制备水溶性银铟硫量子点

在前体溶液中加入硫化钠，硫化钠的加入量为银源的1-40倍，在室温下搅拌5分钟-30分钟，得到水溶性银铟硫量子点材料。

本发明制备的水溶性银铟硫量子点材料中，银离子和铟离子作为量子点的阳离子，硫璃子作为阴离子，阳离子与阴离子的摩尔比为1:1-1:2。

进一步地：

步骤（1）中，所述银源为硝酸银或乙酸银中的一种。

步骤（1）中，所述铟源为硝酸铟或氯化铟中的一种。

步骤（1）中，所述配体为谷胱甘肽、3-巯基丙酸、巯基乙酸、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或几种。

步骤（1）中，所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾中的一种或几种。

步骤（1）中，所述酸溶液为稀盐酸或稀硝酸中的一种。

步骤（2）中，所述硫化钠的加入量优选为银源的10-25倍，在室温下搅拌20分钟-30分钟，得到水溶性银铟硫量子点材料。

本发明具有以下有益的技术效果：

（1）本发明提供的室温下制备水溶性银铟硫量子点的方法，无需加热包、马弗炉或微波加热，不受实验场地和实验设备所限，仅利用简单的室温下搅拌即可快速合成，该方法工艺简单、实验复现性高，可实现量子点的宏量制备；

（2）本发明方法制备的水溶性银铟硫量子点材料粒径小，单分散性好，还可通过调节阴阳离子比、pH、配体量实现发射波长的调谐，在发光二极管、太阳能电池、光电探测等领域都具有很大的应用潜力。

附图说明

图1为银铟硫量子点材料的HRTEM表征图。

图2为银铟硫量子点的XRD表征图。

图3为银铟硫量子点的XPS表征图。

图4为本实施例1-4提供的银铟硫量子点的荧光发射光谱。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步说明。

实施例1

本发明水溶性量子点的室温合成方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在烧杯中按配方分别加入35.8 mL去离子水、140 uL硝酸、1.36 mL浓氨水、0.885 g谷胱甘肽、0.936 g四水合氯化铟、0.132 g硝酸银、0.38426 g柠檬酸，混合均匀，得到量子点反应前体溶液，此时溶液pH为6.2，量子点反应前体溶液中银离子与铟离子的摩尔比为1:4。

步骤2，在前体溶液中加入4 mL去离子水、0.96 g硫化钠，以转速650 rpm搅拌30分钟，得到水溶性银铟硫量子点。

实施例2

本发明水溶性量子点的室温合成方法，具体包括如下步骤：

步骤2，在前体溶液中加入4 mL去离子水、0.48g硫化钠，以转速650 rpm搅拌30分钟，得到水溶性银铟硫量子点。

实施例3

本发明水溶性量子点的室温合成方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在烧杯中按配方分别加入35.8 mL去离子水、140 uL硝酸、1.36 mL浓氨水、0.885 g谷胱甘肽、0.936 g四水合氯化铟、0.132 g硝酸银、0.38426 g柠檬酸，混合均匀，得到量子点反应前体溶液，用盐酸调节溶液pH至3，量子点反应前体溶液中银离子与铟离子的摩尔比为1:4。

步骤2，在前体溶液中加入4 mL去离子水、0.96g硫化钠，以转速650 rpm搅拌30分钟，得到水溶性银铟硫量子点。

实施例4

本发明水溶性量子点的室温合成方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在烧杯中按配方分别加入35.8 mL去离子水、140 uL硝酸、1.36 mL浓氨水、1.475g谷胱甘肽、0.936 g四水合氯化铟、0.132 g硝酸银、0.38426 g柠檬酸，混合均匀，得到量子点反应前体溶液，量子点反应前体溶液中银离子与铟离子的摩尔比为1:4。

实施例5

本发明水溶性量子点的室温合成方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在烧杯中按配方分别加入179 mL去离子水、700 uL硝酸、6.8 mL浓氨水、4.425 g谷胱甘肽、4.68 g四水合氯化铟、0.66 g硝酸银、1.9213 g柠檬酸，混合均匀，得到量子点反应前体溶液，量子点反应前体溶液中银离子与铟离子的摩尔比为1:4。

步骤2，在前体溶液中加入20mL去离子水、4.8g硫化钠，以转速650 rpm搅拌30分钟，得到水溶性银铟硫量子点。

本实施例2-5制备得到的银铟硫量子点，其形貌、结构同实施例1制备的银铟硫量子点（图1-图3）。实施例1-5制备的银铟硫量子点的荧光发射光谱，见附图4。通过改变硫化钠、柠檬酸的量和前处理的pH值，可以改变银铟硫量子点的发射峰位置。

以上实施例的说明仅用于帮助理解本发明的方法及核心思想，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相致的最宽的范围。

Claims

1. 一种室温下制备水溶性银铟硫量子点材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）制备前体溶液

将银源、铟源加入水中，银离子和铟离子的摩尔比为1:1-1:32；加入配体，配体的加入量为银源的3.7-15.9倍；再加入碱或酸溶液调节pH为2-10，形成前体溶液；

（2）制备水溶性银铟硫量子点

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性银铟硫量子点材料中，银离子和铟离子作为量子点的阳离子，硫璃子作为阴离子，阳离子与阴离子的摩尔比为1:1-1:2。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述银源为硝酸银或乙酸银中的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述铟源为硝酸铟或氯化铟中的一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述配体为谷胱甘肽、3-巯基丙酸、巯基乙酸、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述酸溶液为稀盐酸或稀硝酸中的一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述硫化钠的加入量为银源的10-25倍，在室温下搅拌20分钟-30分钟，得到水溶性银铟硫量子点材料。