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

1、量子點(diǎn)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(biāo)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(diǎn)具有發(fā)光性能好,對(duì)環(huán)境無毒等特點(diǎn),近些年來得到廣泛的關(guān)注,人們通過對(duì) ZnSe量子點(diǎn)進(jìn)行摻雜、包殼等手段,來改進(jìn)量子點(diǎn)的發(fā)光性能和穩(wěn)定性。量子點(diǎn)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(diǎn),但是反應(yīng)的溫度高,并且反應(yīng)過程中會(huì)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(shí)驗(yàn)將采用水相制備的方法,該方法雖然得到的量子點(diǎn)的熒光性能不如油相制備的量子點(diǎn),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(biāo)記的時(shí)候不需要做進(jìn)一步的改性處理。ZnO材料相對(duì)于Cr、Pb系等其他的量子點(diǎn)來說,對(duì)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(diǎn)來改善ZnSe:Cu本體材料的發(fā)光性能

3、與穩(wěn)定性。同時(shí)利用某些重金屬離子對(duì)量子點(diǎn)熒光具有淬滅或者增強(qiáng)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(diǎn),得到的ZnSe:Cu量子點(diǎn)的發(fā)光顏色為藍(lán)綠光。在實(shí)驗(yàn)中,確定了反應(yīng)時(shí)間,pH值,Cu2+的量等因素對(duì)量子點(diǎn)性能的影響,得到ZnSe:Cu量子點(diǎn)的最佳制備條件:反應(yīng)時(shí)間為12小時(shí),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(duì)量子點(diǎn)進(jìn)行物相和形貌、尺寸表征、用熒光分光光度計(jì)(PL)、紫外可見分光光度計(jì)(Uv-V is)進(jìn)行光學(xué)性能檢測。結(jié)果表明,量子點(diǎn)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(lán)綠光。
　　(2)確定 ZnSe:Cu量子點(diǎn)的最佳制備條件后,通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn),將量子點(diǎn)外面包上 ZnO殼層,來對(duì)量子點(diǎn)進(jìn)行改性。用 X射線衍射和透射電鏡對(duì)改性

5、后的量子點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌、尺寸表征,發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)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(jì)等對(duì)量子點(diǎn)的光學(xué)性能進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)該改性方法可以明顯提高量子點(diǎn)的熒光發(fā)射強(qiáng)度與穩(wěn)定性。在改性過程中,當(dāng)制備殼層與核心所用的Zn源比為0.1的時(shí)候,量子點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度提高2倍,量子點(diǎn)穩(wěn)定儲(chǔ)存時(shí)間(在低溫黑暗環(huán)境下)幾乎增強(qiáng)為原來的5倍。
　　(3)將改性后的量子點(diǎn)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(duì)改性后的量子點(diǎn)具有明顯