巰基化合物修飾CdX量子點(diǎn)的合成及其熒光性質(zhì).pdf

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)(quantum dots，QDs)，也被稱為熒光膠體半導(dǎo)體納米品或半導(dǎo)體納米晶，可廣泛應(yīng)用于生物熒光探針、生物細(xì)胞標(biāo)記和檢測(cè)分析跟蹤等領(lǐng)域。QDs的熒光性質(zhì)受表面修飾劑以及合成方法的影響很大。北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院復(fù)合材料課題組一直致力于CdX(X=S、Se、Te)納米晶的水相法合成(one-shot)，發(fā)現(xiàn)親/疏水片段比例對(duì)水相合成CdSe量子點(diǎn)的光譜性質(zhì)有調(diào)控作用，并提出量子點(diǎn)在成核、熟化以及完成制備后，巰基酸化合物在量子點(diǎn)

2、表面的排列等一系列可能的微觀機(jī)理和動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
　　本論文利用含有巰基的水溶性分子作為修飾劑(L)，采用的巰基酸修飾劑包括寡聚乙二醇(PEG)鏈段醇和酸以及2-巰基丙酸(2MPA)、毓基丙酸(MPA)、3-巰基丁酸(3MBA)、3-巰基，2-甲基丁酸(MMBA)。合成了PEG酸和PEG醇修飾的CdTe量子點(diǎn)，以及巰基酸修飾的CdS、ZnS量子點(diǎn)，進(jìn)一步研究量子點(diǎn)的生長(zhǎng)熟化規(guī)律，優(yōu)化量子點(diǎn)的合成條件，并且根據(jù)量子點(diǎn)的紫外-吸收光譜和

3、熒光發(fā)射光譜進(jìn)行表征，通過(guò)歸一化的熒光光譜的面積判定量子產(chǎn)率的大小，得出合成相應(yīng)量子點(diǎn)的最優(yōu)條件，從而得到最大量子產(chǎn)率的量子點(diǎn)。
　　通過(guò)含有相同碳鏈的酸和醇修飾的量子點(diǎn)的差別證實(shí)了親水性較強(qiáng)的修飾劑更有利于較快合成粒徑較大的量子點(diǎn)，同時(shí)也利于量子點(diǎn)的熟化使得量子點(diǎn)能夠更快得到較好的光學(xué)性質(zhì)。不同鏈段長(zhǎng)度的PEG醇合成的CdTe量子點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也符合了這一規(guī)律。同時(shí)，比較不同結(jié)構(gòu)毓基酸對(duì)量子點(diǎn)的尺寸和發(fā)光性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)巰基酸中

4、側(cè)甲基較多時(shí)，所得量子點(diǎn)的尺寸增大，熒光效率降低；而具有適當(dāng)鏈長(zhǎng)并具有一個(gè)側(cè)甲基的3-巰基丁酸(3MBA)修飾的CdS、ZnS量子點(diǎn)發(fā)光效率最高。
　　通過(guò)對(duì)于pH、L：Cd比例、反應(yīng)溫度等對(duì)合成QDs實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，對(duì)于CdS量子點(diǎn)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)或者溫度的升高，量子點(diǎn)對(duì)應(yīng)紫外吸收峰更紅，量子點(diǎn)生長(zhǎng)更快，從而更快達(dá)到一定粒徑尺寸而后聚沉且無(wú)熒光。CdS、ZnS量子點(diǎn)隨著pH升高，巰基酸修飾量子點(diǎn)紫外吸收峰逐漸紅移，量子點(diǎn)增長(zhǎng)，粒徑

5、尺寸增大，熒光量子產(chǎn)率先增強(qiáng)后降低。對(duì)巰基酸修飾的CdS、ZnS量子點(diǎn)各個(gè)條件進(jìn)行優(yōu)化，得出：在pH=12，L：Zn：S=8:4:1，[S]=1.6mML-1實(shí)驗(yàn)條件下室溫合成3MBA修飾的ZnS量子點(diǎn)的熒光光學(xué)性質(zhì)最佳。在L/Cd/S=5:2.5:1，pH=9.5 T=115℃實(shí)驗(yàn)條件下，反應(yīng)時(shí)間為100分鐘的3MBA修飾的CdS量子點(diǎn)量子產(chǎn)率最高，為11％。
　　另外，還進(jìn)行了一些聚合用自由基引發(fā)劑和電子受體的合成研究。探索出