Mn、Cu摻雜的核殼結(jié)構(gòu)ZnS量子點(diǎn)的合成及其分析應(yīng)用.pdf

1、量子點(diǎn)是一種新型的發(fā)光材料,其激發(fā)光譜寬而發(fā)射光譜窄,熒光強(qiáng)度高,光化學(xué)穩(wěn)定性好等,這些優(yōu)點(diǎn)使得量子點(diǎn)進(jìn)行定量分析具有極高的靈敏度,已被廣泛應(yīng)用于各種分析物的檢測(cè),如無(wú)機(jī)離子,藥物分子,有機(jī)小分子和生物活性分子等。本論文旨在研究摻雜 ZnS核殼量子點(diǎn)的光譜性能并探索其在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一章綜述了量子點(diǎn)的概念、制備方法、表面修飾以及在分析檢測(cè)領(lǐng)的應(yīng)用,確立了本論文的研究立意。
　　第二章使用共沉淀

2、法制備 ZnS:Mn量子點(diǎn)和 ZnS:Mn/ZnS核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn),利用透射電鏡、紅外光譜、紫外吸收光譜、熒光光譜等手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性進(jìn)行了表征。同時(shí)研究了各種因素對(duì)合成量子點(diǎn)的發(fā)光性能的影響。研究結(jié)果表明:ZnS:Mn/ZnS量子點(diǎn)的平均粒徑為4nm,且粒徑分布均勻,3-巰基丙酸通過(guò)巰基和量子點(diǎn)表面的金屬離子Zn2+結(jié)合而包覆在量子點(diǎn)表面。加殼以后由于量子點(diǎn)粒徑的增大使得ZnS:Mn/ZnS的紫外吸收紅移,熒光發(fā)射光譜圖顯示Z

3、nS:Mn/ZnS在595 nm的發(fā)射峰位置沒(méi)有改變,強(qiáng)度比ZnS:Mn增強(qiáng)3倍,595nm的峰是由Mn激活中心4T1–6A1的特征輻射躍遷引起的。當(dāng)錳的摻雜量為4％,磷酸緩沖溶液pH為9時(shí),ZnS:Mn/ZnS的熒光強(qiáng)度最大。
　　第三章以共沉淀法合成 ZnS:Cu和核殼結(jié)構(gòu)的 ZnS:Cu/ZnS量子點(diǎn),通過(guò)HRTEM、紅外光譜、紫外光譜、熒光光譜等對(duì)合成量子點(diǎn)的形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明:ZnS:Cu/ZnS

4、量子點(diǎn)呈球形,并且大小分布均勻,相比ZnS:Cu量子點(diǎn)(1.9nm)ZnS:Cu/ZnS量子點(diǎn)(4.1nm)平均粒徑明顯增大,3-巰基丙酸通過(guò)巰基和量子點(diǎn)表面的金屬離子Zn2+結(jié)合而包覆在量子點(diǎn)表面。光譜圖顯示ZnS:Cu的熒光發(fā)射峰在480nm,ZnS:Cu/ZnS的發(fā)射峰藍(lán)移至475nm,發(fā)射峰是由ZnS的導(dǎo)帶與Cu的t2能級(jí)之間的輻射躍遷而造成的。ZnS:Cu/ZnS強(qiáng)度比ZnS:Cu增強(qiáng)4.5倍。制備ZnS:Cu/ZnS量子點(diǎn)熒

5、光性能最優(yōu)的條件為:磷酸緩沖溶液pH為10,陳化溫度50℃,回流時(shí)間2h。
　　第四章本章首先對(duì)上述合成的量子點(diǎn)進(jìn)行比較篩選,發(fā)現(xiàn)尿酸可以明顯增強(qiáng)ZnS:Cu/ZnS核殼量子點(diǎn)的熒光,于是使用合成的MPA-ZnS:Cu/ZnS核殼量子點(diǎn)作為熒光體系構(gòu)建了尿酸的熒光增強(qiáng)探針,并成功應(yīng)用于人類尿樣的測(cè)定。研究結(jié)果表明:在最優(yōu)化反應(yīng)溫度25℃,反應(yīng)時(shí)間7min,pH=7的磷酸緩沖條件下,方法的檢測(cè)范圍在0.66μM~3.3μM,檢出限為

6、0.044μM,而且具有高度的選擇性。方法成功地應(yīng)用于人類尿樣樣品中尿酸含量的測(cè)定,回收率為95%~103%。與同類量子點(diǎn)檢測(cè)尿酸的方法相比有更高的靈敏度和低毒性。
　　第五章研究甲基紫對(duì) ZnS:Mn/ZnS和 ZnS:Cu/ZnS量子點(diǎn)磷光的猝滅過(guò)程以及機(jī)理,為探索ZnS:Mn/ZnS和ZnS:Cu/ZnS量子點(diǎn)與甲基紫納米復(fù)合物作為RTP室溫磷光探針提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明:甲基紫加入到ZnS:Mn/ZnS量子點(diǎn)溶液后,體