CdTe/CdS/ZnS 量子点的水相合成及光学特性研究

用巯基乙酸作为稳定剂,采用水相合成的方法合成水溶性CdTe量子点、CdTe／CdS核／壳型量子点和CdTe／CdS／ZnS核／壳／壳型量子点．研究了稳定剂的投入量、反应时间和反应环境pH值等合成条件对这三种量子点发光性能的影响．实验结果表明：通过调节稳定剂的投入量、反应时间和pH值等实验条件,可以实现对量子点光学性质的调节,并使其达到最优值．同时,用X衍射分析仪表征了三种量子点的结构,表明三种量子点具有相同的立方（cubic）晶型结构．     

水溶性CdTe/CdS量子点的制备及发光特性

采用水相合成法,以三种不同的稳定剂：巯基乙醇,巯基乙酸和巯基乙胺制备了CdTe/CdS核壳结构的量子点.研究了反应时间和稳定剂的种类对量子点荧光的光学特性的变化趋势的影响.结果表明,随着量子点晶体生长时间的增加,量子点的荧光峰向红移,荧光发射强度增加,半峰宽几乎保持不变.稳定剂的种类对量子点的荧光发射峰的波长有较大的影响.采用CdS对CdTe进行包裹,制备壳核结构的CdTe/CdS量子点.包裹后能增强水相制备过程中量子点在水相中的荧光强度和发光稳定性,改变量子点的荧光特性.采用红外光谱,对稳定剂和量子点之间的连接关系进行了初步探讨,并采用透射电子显微镜,对CdTe/CdS量子点的微观形态进行观察.     

CdTe/CdS核/壳结构纳米晶量子点的结构及荧光性能

采用水相合成法,制备出核/壳结构CdTe/CdS纳米晶量子点,用红外光谱和X射线衍射对其结构进行了表征,并对CdTe纳米晶量子点光稳定性以及CdTe/CdS纳米晶量子点荧光特性影响因素进行了研究.结果表明:随着放置时间的增加,CdTe量子点的光学稳定性下降;随着反应时间的增加和壳/核比例的增加,CdTe/CdS纳米晶量子点的荧光发射波长均发生红移;且反应时间增加,荧光强度增强;当CdS与CdTe壳/核比例为2∶1时,荧光强度最强.     

聚四乙烯基吡啶复合型CdTe量子点合成

以巯基丙酸为稳定剂,采用水热法合成了CdTe量子点,并以CdTe量子点为核,包覆4-乙烯基吡啶(4-VPy),制备得到核壳型4-VPy /CdTe荧光纳米复合粒子.用荧光(FL)分光光度、透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段,对得到的荧光纳米复合粒子的性能进行表征.结果表明,4-VPy /CdTe纳米复合粒子是核壳粒子拥有较好的水溶性,有效地提高了量子点的稳定性.吸收光谱和荧光光谱表明,所合成的CdTe量子点具有优异的发光特性.     

水热法合成水溶性CdTe量子点及其光谱表征

用半胱胺作为稳定剂,采用水热法快速合成了水溶性的CdTe量子点。荧光光谱表明所合成的量子点具有优异的发光性质,所得到的量子点尺寸分布均匀、半峰宽较窄。透射电子显微镜(TEM)表征了量子点的结构和粒径分布。通过荧光发射光谱研究了前驱体溶液中铬离子的浓度和配体浓度对量子点晶体生长速度的影响,前驱体溶液中铬离子浓度增加或稳定剂半胱胺的浓度减小,纳米晶体的生长速度加快。通过荧光发射光谱的研究,确定了合成前驱体溶液的最佳pH值为5.6。实验中还研究了不同pH值的磷酸盐缓冲溶液对CdTe量子点荧光强度的影响。     

CdSe/ZnS量子点的合成及表征

本文于水溶液中采用3-巯基丙酸作为稳定剂,成功合成了CdSe/ZnS核壳型量子点。透射电子显微镜观察表明,所合成的量子点尺寸均一,形貌近似球形,粒子大小在5 nm以下。紫外吸收光谱和荧光光谱分析表明,所合成的CdSe/ZnS核壳型量子点较之CdSe量子点更具良好光学特性。     

CdTe量子点荧光猝灭法测定尼群地平的研究

以L-半胱氨酸为稳定剂,在水溶液中合成了CdTe量子点.以该量子点为荧光探针,基于荧光猝灭法对尼群地平进行了定量检测.考察了缓冲体系、缓冲液浓度、缓冲液pH值、反应时间、量子点浓度等多种因素的影响,并对反应机理进行了初步的探讨.在0.03 mol/L、pH值为5.78的Tris-HCl缓冲液中,当量子点浓度为5.72×10^-4mol/L、反应时间为10 min时,该方法的线性范围为0.38-77μg/mL,检出限为0.28μg/mL.该方法已成功用于药片中尼群地平的测定,与中国药典中的标准方法比较,结果满意.     

反相微乳液法制备CdTe@SiO2荧光微球及其荧光性能研究

利用巯基丙酸(MPA)为稳定剂,水相合成高质量的CdTe纳米晶,然后通过反相微乳液方法制备得到了具有明显核壳结构并单分散的CdTe@SiO2荧光复合纳米粒子;利用透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计以及紫外可见光分光光度计对制备的纳米粒子进行表征;研究了未包裹的CdTe量子点与核壳型CdTe@SiO2纳米复合粒子分别对pH及离子强度的耐受性.研究发现:由于SiO2壳层的存在使得CdTe@SiO2能够在很高的离子强度及很广泛的pH范围下仍具有较强的荧光.由于这些优点,使其在生物标记、细胞成像等生物领域具有广泛应用.     

CdTe量子点的合成及作为离子荧光探针的应用

以巯基乙酸为修饰剂,在水相中制备稳定的CdTe量子点,利用单因素法和正交试验设计研究了pH值、反应时间、反应温度、反应物浓度比等合成条件对CdTe量子点荧光光谱性质的影响。以CdTe量子点为荧光探针,探讨了Hg2＋离子与量子点的荧光猝灭作用：在pH6.24的KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中,Hg2＋离子浓度在10～150 ng/mL范围与量子点荧光猝灭强度呈现良好的线性关系,相关系数r=0.994 5,检出限8.7 ng/mL,CdTe纳米荧光探针可用于Hg2＋等的测定。     

CdSe/CdS量子点荧光探针检测Cu2+

采用液相反应法在水介质中合成巯基乙酸封端的CdSe/CdS核壳结构量子点,基于Cu²⁺对量子点荧光的猝灭效应,以CdSe/CdS核壳量子点为荧光探针定量检测水溶液中Cu²⁺的浓度。研究结果表明：Cu²⁺的浓度为0.5～60μmol/L时,CdSe/CdS量子点的荧光强度与Cu²⁺的浓度成良好的分段线性关系,浓度检测限为0.06μmol/L;该荧光探针对Cu²⁺的检测具有高选择性;对实际自来水样品中Cu²⁺的检测结果准确可靠;量子点的淬灭机理为动态淬灭。     

常用光纤材料基底中CdSe,CdS和CdTe量子点的光谱吸收截面和散射截面

根据米氏(Mie)散射理论,计算得到了常用光纤材料(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、SiO2)基底中的半导体CdSe,CdS和CdTe量子点的吸收截面和散射截面随波长的变化.归纳得到了一个简洁的吸收截面和散射截面的表达式.利用有效质量近似法,确定了与CdSe,CdS和CdTe量子点粒径相关的吸收峰波长.比较了吸收峰值波长处的吸收截面与实验测量值.结果表明,米氏散射理论和实验测量的吸收截面相当接近,米氏散射理论可很好地用来计算球形量子点的吸收截面和散射截面.     

强红黄光发射的CdSe/ZnSe/ZnS核壳结构量子点制备及生物应用

以稀土工业萃取剂N-235为溶剂,通过高温注射制备了高效黄光、红光发射的CdSe/ZnSe/ZnS核壳结构QDs,对其进行了表征。以巯基乙酸为稳定剂在碱性条件下将量子点转移到水相,利用水溶性量子点对淋巴瘤细胞YAC-1进行了标记,并利用荧光显微镜进行表征。结果表明,利用热分解法制备的核壳结构量子点有极均匀的尺寸和优异的分散性。在保持高荧光强度的前提下,将量子点成功转移到水相并初步用于YAC-1细胞的标记,证明制备的量子点具有极高的稳定性。     

水溶性CdTe量子点及其复合物的电化学发光研究

通过水热法制备了高荧光效率的巯基丙酸修饰的水溶性CdTe量子点,对不同取样时间的CdTe量子点进行电化学发光强度测试,并对其电化学发光的测试条件(包括扫描速度、共反应剂浓度、缓冲液的pH等)进行了优化,得到最佳测试条件;同时,在水合肼还原剂作用下用微波快速有效的合成了石墨烯,并在超声作用下制备了石墨烯-CdTe量子点复合物,进一步提高了水溶性CdTe量子点的电化学发光强度.     

科研鉴定

“用生物相容性材料包裹的纳米灯塔探针用DNA及疾病的无创检测研究”项目通过市科委验收由我校材料科学与化学工程学院张纪梅教授承担并完成的天津市自然科学基金项目“用生物相容性材料包裹的纳米灯塔探针用DNA及疾病的无创检测研究”于2006年12月15日通过了市科委组织的专家验收.该项目采用两种方法对CdTe量子点进行包裹:采用脂质体混合物对CdTe进行包裹,包裹后的量子点用TEM测量为20 nm(原CdTe的粒径为2.5 nm),其荧光特性与未包裹的CdTe相比无大的改变;而采用CdS对CdTe进行包裹,得到的CdTe/CdS纳米晶具有较好的光学性能,其荧光…     

亮蓝与石墨烯/CdTe量子点复合物相互作用的荧光光谱性能研究

成功地合成了石墨烯/CdTe量子点复合物,并基于亮蓝对石墨烯/CdTe量子点复合物的较强的荧光猝灭作用,研究了亮蓝与石墨烯/CdTe量子点复合物相互作用的光谱性能。研究发现,亮蓝的紫外吸收光谱和石墨烯/CdTe量子点复合物的荧光发射光谱相互重叠,亮蓝荧光发射强度的增加和石墨烯/CdTe量子点复合物荧光发射强度的降低,推断两者之间发生了荧光共振能量转移。此外,石墨烯/CdTe量子点复合物荧光强度的降低（F₀/F）与亮蓝的浓度之间具有良好的线性关系,线性范围为12.62-94.65nmol·L^-1,最低检出限为6.4nmol·L^-1,可用于溶液中亮蓝的定量分析,为建立新型荧光传感器提供了理论和实验基础。     

无机/有机掺杂CdTe/PMMA的合成

采用乳液聚合的方法合成了CdTe/SiO_2/PMMA复合粒子.为了改善微乳体系中CdTe量子点与MMA的相容性,发生聚合物反应前在水/油微乳液体系中采用TEOS的水解合成了二氧化硅修饰的CdTe/SiO_2纳米粒子.扫描电镜显示CdTe/SiO_2/PMMA复合粒子的直径比CdTe/SiO_2纳米粒子的直径略大,为1μm左右.并采用扫描电镜(SEM)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和荧光光谱仪对产物进行了表征.结果表明CdTe表面的SiO_2粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点作用,所合成材料不易产生相分离现象.     

胭脂红和苋菜红与石墨烯/CdTe量子点复合物相互作用的对比研究

分别测定了胭脂红和苋菜红与石墨烯/CdTe量子点复合物相互作用的荧光光谱和紫外吸收光谱。研究发现胭脂红和苋菜红均对石墨烯/CdTe量子点复合物具有较强的荧光猝灭作用,且均为静态猝灭过程。但是由于结构上的差异,所引起的石墨烯/CdTe量子点复合物荧光猝灭率有所不同。通过变温实验、紫外吸收光谱和结构分析,得出胭脂红引起的石墨烯/CdTe量子点复合物的猝灭率更高。研究还发现,胭脂红和苋菜红的浓度与石墨烯/CdTe量子点复合物荧光强度的降低之间均存在良好的线性关系,可分别用于胭脂红和苋菜红的定量分析。     

CdTe/多壁碳纳米管水溶液的制备及荧光猝灭

为了解决量子点容易团聚的问题,在水溶液中原位合成了CdTe量子点与多壁碳纳米管的复合物,研究了多壁碳纳米管对CdTe量子点形貌及其荧光性能的影响.研究结果表明,CdTe量子点与碳纳米管复合后,CdTe量子点的团聚体尺寸由复合前的200nm减小到50nm;在530nm处产生荧光猝灭,表明碳纳米管与CdTe量子点之间存在着光诱导电子转移.光诱导转移作用有效提高材料内部电子转移效率,为制备性能可靠的光伏器件提供可能.     

CdTe量子点与盐酸克伦特罗的相互作用研究

通过水热法合成CdTe量子点,基于盐酸克伦特罗与CdTe量子点之间的相互作用,建立了一种盐酸克仑特罗的定量分析方法。研究发现盐酸克伦特罗对CdTe量子点具有荧光增强作用,且荧光强度的升高（F/F₀）与盐酸克伦特罗浓度之间具有良好的线性关系,回归方程为F/F₀=0.3970C_clenbuterol+1.024,检出限为0.3402 nmol·L^-1,该方法为研发通过荧光方法对盐酸克伦特罗进行定量分析提供了实验依据。     

Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS量子点制备及其光谱研究

采用低温水热技术,以硫脲为稳定剂,在90℃的水相中合成了发蓝色荧光的Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS体量子点。用透射电子显微镜对该量子点形貌进行了表征,其直径约为10 nm的球形颗粒。研究了该量子点的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱以及荧光光谱随时间的变化。结果表明,Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂使CdS量子点的发光强度提高10倍;该量子点具有较好的发光稳定性。