一种纳米二氧化钛和量子点的新型涂料的制作方法

文档序号:14658180发布日期:2018-06-12 11:14阅读:362来源:国知局

本发明涉及一种纳米二氧化钛和量子点的新型涂料的制备技术领域,特别涉及一种纳米二氧化钛和量子点的新型涂料的制备方法。



背景技术:

ZnS和CdS量子点是Ⅱ-VI族重要的一种半导体材料,在可见光范围内具有高的投射与折射系数,具有优良的荧光效应和光电效应,以及高稳定性、低成本等优势。ZnS是一种宽带隙发光材料,为各种金属和过渡金属离子掺杂提供了能级范围。同时在量子点核上外延生长一层壳层来钝化表面,从而极大提高的发光效率和光学稳定性。这种核壳量子点在原料、制备工艺以及光学性能方面都有极大的优越性,在光吸收、光电转换、非线性光学、光催化和传感器等方面有着广泛的应用。

ZnS和CdS量子点的制备方法主要采用有机合成法,该方法反应条件苛刻、试剂昂贵、原料有毒等缺点;采用水相合成法是一种操作简单, 反应温度低,能耗少,绿色环保的合成方法;在ZnxCd1-xS量子点核上外延生长一层无毒的ZnS,对环境友好,通过选择合适的核层厚度,可以将核壳的发光范围进一步扩大。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种纳米复合材料荧光探针的制备方法。该量子点的粒径均匀,有优良的水溶性和荧光性。

本发明采用的技术方案为:

本发明的一种纳米复合材料荧光探针, 其中镉离子和锌离子的摩尔比例为0.2:1 ~ 0.5:1。

一种纳米复合材料荧光探针,具体步骤如下:

(1)将一定摩尔比例的CdCl2•2.5H2O加入适量的去离子水中,搅拌均匀;

(2)在氮气保护下,将GSH溶液滴入到步骤(1)溶液中,搅拌均匀;

(3) 用NaOH溶液调节步骤(2)溶液的pH值;滴入Na2S•9H2O溶液,搅拌均匀;

(4)将步骤(3)溶液水浴加热,得到ZnxCd1-xS量子点水溶液;

(5)将一定摩尔比例的Zn(CH3COO)2•2H2O加入步骤(4)溶液,搅拌均匀;

(6)在氮气保护下,将GSH溶液滴入到步骤(5)溶液中,搅拌均匀;

(7)用NaOH溶液调节步骤(6)溶液的pH值;滴入Na2S•9H2O溶液,搅拌均匀;

(8)将步骤(7)溶液水浴加热,得到纳米复合材料荧光探针水溶液;

(9)将步骤(8)加入钛酸四丁酯的醋酸溶液中,得到TiO2/ZnxCd1-xS胶体

(10)步骤(9)溶液冷却后,加入等量的无水乙醇,析出沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀,真空干燥得到纳米二氧化钛和量子点的新型涂料。

本发明的主要优点是:用水相法合成纳米复合材料荧光探针,该制备方法所用的原料无毒,工艺简单且绿色环保,能耗低;所得量子点粒径均匀,水溶性优良,荧光稳定性好,通过改变壳层厚度,反应温度等可调节荧光发射峰位。

具体实施方式

为了更详细地说明本发明的特点,下面通过具体的实施实例对本发明作进一步的阐述,而不是限制本发明的范围。

实施例1:

将10 ml 摩尔浓度为0.05 mol/L的CdCl2•2.5H2O溶液置于一个三口烧瓶中,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将22 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为12,磁力搅拌均匀;缓慢加入20 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度90℃,反应时间为1小时,得到ZnxCd1-xS量子点水溶液。

将20 mL摩尔浓度为0.05 mol/L的Zn(CH3COO)2•2H2O加入CdS量子点水溶液中,搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将10 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为10,磁力搅拌均匀;缓慢加入10 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度90℃,反应时间为1小时,得到纳米材料ZnxCd1-xS。将纳米材料ZnxCd1-xS加入钛酸四丁酯的醋酸溶液中,得到TiO2/ZnxCd1-xS胶体,加入等量的无水乙醇,析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物,真空干燥得到纳米二氧化钛和量子点的新型涂料。

实施例2:

将30 ml 摩尔浓度为0.05 mol/L的CdCl2•2.5H2O溶液置于一个三口烧瓶中,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将35 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为8,磁力搅拌均匀;缓慢加入35 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度80℃,反应时间为2小时,得到CdS量子点水溶液。

将30 mL摩尔浓度为0.05 mol/L的Zn(CH3COO)2•2H2O加入CdS量子点水溶液中,搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将15 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为8,磁力搅拌均匀;缓慢加入15 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度80℃,反应时间为2小时,得到纳米材料ZnxCd1-xS。将纳米材料ZnxCd1-xS加入钛酸四丁酯的醋酸溶液中,得到TiO2/ZnxCd1-xS胶体,加入等量的无水乙醇,析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物,真空干燥得到纳米二氧化钛和量子点的新型涂料。

实施例3:

将20 ml 摩尔浓度为0.03 mol/L的CdCl2•2.5H2O溶液置于一个三口烧瓶中,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将18 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为9,磁力搅拌均匀;缓慢加入15 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度90℃,反应时间为1小时,得到CdS量子点水溶液。

将10 mL摩尔浓度为0.05 mol/L的Zn(CH3COO)2•2H2O加入CdS量子点水溶液中,搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将6 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为10,磁力搅拌均匀;缓慢加入5 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度90℃,反应时间为1小时,得到纳米材料ZnxCd1-xS。将纳米材料ZnxCd1-xS加入钛酸四丁酯的醋酸溶液中,得到TiO2/ZnxCd1-xS胶体,加入等量的无水乙醇,析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物,真空干燥得到纳米二氧化钛和量子点的新型涂料。

实施例4:

将20 ml 摩尔浓度为0.05 mol/L的CdCl2•2.5H2O溶液置于一个三口烧瓶中,磁力搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将25 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为11.5,磁力搅拌均匀;缓慢加入30 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度70℃,反应时间为3小时,得到CdS量子点水溶液。

将18 mL摩尔浓度为0.05 mol/L的Zn(CH3COO)2•2H2O加入ZnxCd1-xS量子点水溶液中,搅拌均匀;通入高纯氮气半小时,将9 mL摩尔浓度为0.1 mol/L的谷胱甘肽(GSH)溶液滴加到上述溶液中,磁力搅拌均匀;在氮气保护下,用NaOH溶液调节上述溶液pH值为10,磁力搅拌均匀;缓慢加入9 mL浓度为0.1 mol/L的Na2S•9H2O溶液,继续搅拌半小时;水相加热,反应温度70℃,反应时间为3小时,得到纳米材料ZnxCd1-xS。将纳米材料ZnxCd1-xS加入钛酸四丁酯的醋酸溶液中,得到TiO2/ZnxCd1-xS胶体,加入等量的无水乙醇,析出白色沉淀,离心分离,用无水乙醇清洗沉淀物,真空干燥得到纳米二氧化钛和量子点的新型涂料。

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