本发明涉及纳米材料技术领域,具体涉及一种制备碲锌镉量子点的方法。
背景技术:
荧光量子点代表着一类新兴的具有小尺寸效应的离散的纳米材料,它的这种小尺寸效应赋予它强的尺寸限域效应和边缘效应,从而产生了较强的荧光,在太阳能电池、激光、识别、生物传感等领域有广泛的应用前景。
cdznte在国家安全防务、核废料监控、机场与港口安全检查、天体物理以及核医学等领域具有巨大的应用前景。
经对现有技术的文献检索发现,目前关于cdznte量子点合成的研究较少。2010年,kangsun等以谷胱甘肽(glutathione,gsh)为稳定剂,经过较长时间反应得到cdznte量子点(wanwanli,jieliu,kangsun,hongjingdouandketao,highlyfluorescentwatersolublecdxzn1-xtealloyedquantumdotspreparedinaqueoussolution:one-stepsynthesisandthealloyeffectofzn,j.mater.chem.,2010,20,2133–2138);阂嘉华等利用溶液法采用高纯的碲粉、镉粉以及锌粉单质原料生长cdznte晶体,但是其得到cdznte晶体质量有待于进一步提高(溶液法制备cdznte晶体中te夹杂相分析,王东,阂嘉华,梁小燕,孙孝翔,刘伟伟,张继军,王林军,上海大学学报自然科学版,2013,19,67-70)。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种制备碲锌镉量子点的方法,所制碲锌镉量子点的荧光性较强,荧光发射波长范围为485-600nm,荧光效率可达75%。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种制备碲锌镉量子点的方法,以硬脂酸镉作为镉源,以硬脂酸锌作为锌源,以碲粉作为碲源,经反应得到cdznte量子点。
一种制备碲锌镉量子点的方法,包括以下步骤:
(a)配制cd2+、zn2+前驱体的混合溶液:将硬脂酸镉和硬脂酸锌加入到十六胺中,通入氮气,并加热反应,反应结束后自然冷却,得到混合溶液;
(b)配制碲源溶液:在真空手套箱中将碲粉加入三辛基膦中,超声溶解,得到碲源溶液;
(c)制备cdznte量子点:将碲源溶液注入混合溶液中,通入氮气,并加热反应,反应结束后经分离、干燥得到cdznte量子点。
所述步骤(a)中镉与锌的摩尔比为0.3:1~2.5:1,取镉与锌共2mmol溶于5ml十六胺中。
所述步骤(a)中反应温度为280~310℃,反应时间为0.5h,反应结束后降温至80℃保温。
所述步骤(b)中将每20mg碲粉经超声溶解在2ml三辛基膦中。
所述步骤(b)中超声溶解时间为2h。
所述步骤(c)中锌与碲的摩尔比为2:1~5:1。
所述步骤(c)中碲源注入时混合溶液的温度为80℃。
所述步骤(c)中反应温度为320℃,反应时间为35min。
所述cdznte量子点在制备复合材料、安全识别、生物监测领域中的应用。
本发明的有益效果是:
(1)本发明制得的cdznte量子点能够通过控制不同的反应物配比、反应时间获得不同发射波长的cdznte量子点,所得的cdznte量子点荧光性较强,荧光发射波长范围为485-600nm,荧光效率可达75%。
(2)通过本发明制备的cdznte量子点可以直接分散在水或有机溶剂中,也可以直接使用,也可通过冷冻干燥等方法将其分离成固体使用,可广泛地应用于制备复合材料、光电器件、安全识别、生物监测等。本发明对cdznte量子点的实际应用具有一定的价值。
附图说明:
图1为本发明实施例1所制cdznte量子点的荧光发射谱图。
图2为本发明实施例1所制cdznte量子点的紫外-可见光吸收谱图。
图3为本发明实施例2所制cdznte量子点的荧光发射谱图。
图4为本发明实施例2所制cdznte量子点的紫外-可见光吸收谱图。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例和图示,进一步阐述本发明。
实施例1
(a)配制cd2+、zn2+前驱体的混合溶液
将硬脂酸镉和硬脂酸锌加入到5ml十六胺中,其中:镉与锌的摩尔比例为0.3:1,镉与锌共2mmol。通入氮气,搅拌加热至280℃,反应0.5h,然后降温至80℃保持;
(b)配制碲源溶液
在真空手套箱中,将20mg碲粉经超声溶解在2ml三辛基膦中超声溶解2h,制得碲源溶液;
(c)制备cdznte量子点
按照锌与碲的比例为2:1,将碲源溶液胺注入80℃的混合溶液中,通以氮气油浴温度为320℃,并充分搅拌,反应50min后冷却至室温,将得到的上层清液分离干燥,得到cdznte量子点。
反应得到的cdznte量子点的最大发射波长在500nm。
实施例2
(a)配制cd2+、zn2+前驱体的混合溶液
将硬脂酸镉和硬脂酸锌加入到5ml十六胺中,其中:镉与锌的摩尔比例为2.5:1,镉与锌共2mmol。通入氮气,搅拌加热至310℃,反应0.5h,然后降温至80℃保持;
(b)配制碲源溶液
在真空手套箱中,将20mg碲粉经超声溶解在2ml三辛基膦中超声溶解2h,制得碲源溶液;
(c)制备cdznte量子点
按照锌与碲的比例为3:1,将碲源溶液胺注入80℃的混合溶液中,通以氮气油浴温度为320℃,并充分搅拌,反应50min后冷却至室温,将得到的上层清液分离干燥,得到cdznte量子点。
反应得到的cdznte量子点的最大发射波长在570nm。
实施例3
(a)配制cd2+、zn2+前驱体的混合溶液
将硬脂酸镉和硬脂酸锌加入到5ml十六胺中,其中:镉与锌的摩尔比例为0.5:1,镉与锌共2mmol。通入氮气,搅拌加热至280℃,反应0.5h,然后降温至80℃保持。至高温反应再自然冷却;
(b)配制碲源溶液
在真空手套箱中,将20mg碲粉经超声溶解在2ml三辛基膦中超声溶解2h,制得碲源溶液;
(c)制备cdznte量子点
按照锌与碲的比例为2:1,将碲源溶液胺注入80℃的混合溶液中,通以氮气油浴温度为320℃,并充分搅拌,反应50min后冷却至室温,将得到的上层清液分离干燥,得到cdznte量子点。
反应得到的cdznte量子点的最大发射波长在520nm。
实施例4
(a)配制cd2+、zn2+前驱体的混合溶液
将硬脂酸镉和硬脂酸锌加入到5ml十六胺中,其中:镉与锌的摩尔比例为1.4:1,镉与锌共2mmol。通入氮气,搅拌加热至310℃,反应0.5h,然后降温至80℃保持;
(b)配制碲源溶液
在真空手套箱中,将20mg碲粉经超声溶解在2ml三辛基膦中超声溶解2h,制得碲源溶液;
(c)制备cdznte量子点
按照锌与碲的比例为5:1,将碲源溶液胺注入80℃的混合溶液中,通以氮气油浴温度为320℃,并充分搅拌,反应50min后冷却至室温,将得到的上层清液分离干燥,得到cdznte量子点。
反应得到的cdznte量子点的最大发射波长在560nm。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。