硫族鉛化合物量子點(diǎn)的水相合成及其光學(xué)性質(zhì)表征.pdf

1、量子點(diǎn)以其優(yōu)越的光學(xué)性能,近年來成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料相比,量子點(diǎn)的發(fā)射光譜窄而且對(duì)稱,發(fā)射波長可以通過控制其粒徑大小來調(diào)節(jié)。量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度及穩(wěn)定性是普通熒光染料的1～2個(gè)數(shù)量級(jí),并且生物相容性好,有望成為熒光探針的首選。傳統(tǒng)的有機(jī)金屬化學(xué)法合成量子點(diǎn)具有反應(yīng)條件苛刻,成本高、毒性大、產(chǎn)物不溶于水等一系列缺點(diǎn)。本論文以巰基化合物為包裹劑,在水溶液中快速合成硫族鉛化合物量子點(diǎn),合成方法簡(jiǎn)單,制得的量子點(diǎn)具有良好的光學(xué)性

2、能。本文主要包含以下實(shí)驗(yàn)工作:
　　(1)二氫硫辛酸包裹的PbSe量子點(diǎn)(QDs)的合成及生物相容性的研究
　　選取雙巰基分子二氫硫辛酸(DHLA)作為包裹劑直接在水相中制備了PbSeQDs。考察了一系列反應(yīng)條件,包括:包裹劑用量,pH值,反應(yīng)時(shí)間,儲(chǔ)存時(shí)間等對(duì)制備PbSeQDs光學(xué)性質(zhì)的影響。通過研究發(fā)現(xiàn),以DHLA包裹的PbSeQDs有著良好的穩(wěn)定性,這是由于DHLA的兩個(gè)巰基能同時(shí)與PbSeQDs顆粒表面結(jié)合,從而更好

3、的保護(hù)量子點(diǎn)。而后,我們將合成的PbSeQDs進(jìn)行了生物相容性的實(shí)驗(yàn),體外溶血實(shí)驗(yàn)證實(shí)濃度為0.05 mmol/L PbSe QDs的溶血率<5％,達(dá)到了生物醫(yī)用材料的要求。
　　(2)高質(zhì)量L-半胱氨酸包裹的PbSQDs的水相合成
　　選取L-半胱氨酸作為包裹劑直接在水相中制備了PbSQDs。通過探討包裹劑用量,pH值,反應(yīng)時(shí)間等對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化,獲得最佳的反應(yīng)條件。此外,我們還討論了加入不同硫源(硫化鈉、硫代乙酰胺和

4、硫脲)對(duì)PbS QDs光學(xué)性質(zhì)的影響。對(duì)得到的PbS QDs進(jìn)行了紫外—可見光譜(UV-vis)、熒光發(fā)射光譜(PL)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)等表征,結(jié)果表明樣品熒光強(qiáng)度高,尺寸分布窄,合成的量子點(diǎn)為立方晶體結(jié)構(gòu)。
　　(3) L-半胱氨酸包裹的PbS QDs的水相合成及作為熒光探針探測(cè)重金屬離子汞的研究
　　我們將制得的PbS QDs作為熒光探針,基于淬滅原理,完成了在一定線性范圍內(nèi)對(duì)微量 Hg2+離子的

5、定量檢測(cè)。對(duì)實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化后,我們將此法推廣到應(yīng)用于環(huán)境中實(shí)際水樣中的Hg2+離子的檢測(cè),并與原子吸收法(AAS)檢測(cè) Hg2+離子的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了比較,證明上述兩種方法并沒有顯著差異,在線性范圍內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)檢測(cè)Hg2+離子。
　　(4)不同包裹劑對(duì)水相合成PbS QDs的光學(xué)性質(zhì)的影響
　　利用L-半胱氨酸為包裹劑在水相中合成單分散的PbS QDs。在此基礎(chǔ)上,我們研究了不同的包裹劑,包括巰基乙酸(TGA)和巰基丙酸(

6、MPA)與 L-半胱氨酸作為包裹劑合成的PbS QDs進(jìn)行比較,研究了不同包裹劑對(duì)PbS QDs的生長過程,光學(xué)性質(zhì)及穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,受包裹劑自身官能團(tuán)性質(zhì)和空間位阻的影響,用TGA、MPA、L-半胱氨酸得到的PbS QDs的發(fā)射波長和強(qiáng)度不同。用TGA包裹劑,PbS QDs生長最快,產(chǎn)物粒徑最大,從而在最快時(shí)間生長出大尺寸粒子;用L-半胱氨酸作為包裹劑,PbS QDs生長最慢,但得到的PbS QDs的熒光強(qiáng)度最強(qiáng)。研究表明

7、包裹劑中除了巰基對(duì)量子點(diǎn)表面有鈍化作用外,包裹劑中其它的官能團(tuán)也會(huì)控制量子點(diǎn)的生長從而影響量子點(diǎn)的尺寸和光學(xué)性質(zhì)。
　　(5)高質(zhì)量L-半胱氨酸包裹的PbTe QDs的水相合成
　　采用簡(jiǎn)單的水相合成方法成功的合成了單分散的PbTe QDs。實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單且可控性強(qiáng)?？疾觳煌暮铣蓷l件例如反應(yīng)前驅(qū)物的濃度、包裹劑用量、反應(yīng)時(shí)間、pH值等對(duì)PbTe QDs的光學(xué)性質(zhì)的影響,并對(duì)合成的PbTe QDs進(jìn)行了UV-vis、PL、TE