ZnSe-Cu量子點制備、改性及其在重金屬離子檢測中的應(yīng)用.pdf

1、量子點作為一種新型發(fā)光材料,具有優(yōu)良的發(fā)光性能,在生物醫(yī)學(xué)標記,光電器件,和重金屬離子檢測等領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用空間。由于ZnSe量子點具有發(fā)光性能好,對環(huán)境無毒等特點,近些年來得到廣泛的關(guān)注,人們通過對 ZnSe量子點進行摻雜、包殼等手段,來改進量子點的發(fā)光性能和穩(wěn)定性。量子點的制備過程根據(jù)反應(yīng)環(huán)境不同,主要分為水相制備和油相制備等方法。其中油相制備方法雖然可以得到性能優(yōu)良的量子點,但是反應(yīng)的溫度高,并且反應(yīng)過程中會用到毒性比較大的物質(zhì)

2、,比如三正辛基氧膦(TOPO)、三正辛基膦(TOP)等。本實驗將采用水相制備的方法,該方法雖然得到的量子點的熒光性能不如油相制備的量子點,但水相制備過程反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)簡單、成本低、反應(yīng)不需要毒性大的原料,并且后續(xù)應(yīng)用到生物標記的時候不需要做進一步的改性處理。ZnO材料相對于Cr、Pb系等其他的量子點來說,對環(huán)境毒性很低,甚至被稱為綠色納米晶,所以本文致力于制備ZnO殼結(jié)構(gòu)包覆ZnSe:Cu量子點來改善ZnSe:Cu本體材料的發(fā)光性能

3、與穩(wěn)定性。同時利用某些重金屬離子對量子點熒光具有淬滅或者增強作用的性質(zhì),來檢測水中的重金屬離子。
　　本論文主要包括以下研究內(nèi)容:
　　(1)采用MPA作為穩(wěn)定劑,在水相中制備了ZnSe:Cu量子點,得到的ZnSe:Cu量子點的發(fā)光顏色為藍綠光。在實驗中,確定了反應(yīng)時間,pH值,Cu2+的量等因素對量子點性能的影響,得到ZnSe:Cu量子點的最佳制備條件:反應(yīng)時間為12小時,pH為11,Zn源與Cu源物質(zhì)的量之比為100:1

4、。采用X-射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)等儀器對量子點進行物相和形貌、尺寸表征、用熒光分光光度計(PL)、紫外可見分光光度計(Uv-V is)進行光學(xué)性能檢測。結(jié)果表明,量子點為2.5nm左右的球形結(jié)構(gòu),分散性良好,為立方閃鋅礦結(jié)構(gòu),發(fā)光峰位于465nm,為藍綠光。
　　(2)確定 ZnSe:Cu量子點的最佳制備條件后,通過進一步實驗,將量子點外面包上 ZnO殼層,來對量子點進行改性。用 X射線衍射和透射電鏡對改性

5、后的量子點進行結(jié)構(gòu)和形貌、尺寸表征,發(fā)現(xiàn)量子點尺寸有輕微的增大,通過熒光光譜分析與紫外可見分光光度計等對量子點的光學(xué)性能進行表征,發(fā)現(xiàn)該改性方法可以明顯提高量子點的熒光發(fā)射強度與穩(wěn)定性。在改性過程中,當制備殼層與核心所用的Zn源比為0.1的時候,量子點的發(fā)光強度提高2倍,量子點穩(wěn)定儲存時間(在低溫黑暗環(huán)境下)幾乎增強為原來的5倍。
　　(3)將改性后的量子點作為熒光探針來檢測水中的重金屬離子,結(jié)果表明鉻離子對改性后的量子點具有明顯