CdTe,核-殼型CdTe/及CdTe/ZnS量子點的合成

產(chǎn)品概述

水溶性CdTe/CdSe/ZnS量子點產(chǎn)品是以CdTe為核心，CdSe和ZnS為殼層，表面由親水配體包裹的核/殼/殼型熒光納米材料，平均的量子產(chǎn)率為70%，尤其指出的是此產(chǎn)品在近紅外波段仍然具有40%以上的量子產(chǎn)率，儲存時應(yīng)避免陽光直射，4度密封暗處保存，可以為客戶訂制生產(chǎn)620nm～820nm任一波長不同克數(shù)的產(chǎn)品。本產(chǎn)品具有粒徑均一，吸收光譜寬泛，發(fā)射光譜對稱，熒光強(qiáng)度高而穩(wěn)定等特點。

圖片注釋

(A)量子點轉(zhuǎn)水相前后的吸收光普

(B)量子點轉(zhuǎn)水相前后的熒光發(fā)射光譜

(C)日光燈下量子點的轉(zhuǎn)水相的照片(上層為水，下層為氯仿)

水溶性CdTe/CdSe/ZnS 量子點的合成

采用傳統(tǒng)水熱法,合成了高熒光性能、高穩(wěn)定性的CdTe/CdS/ZnS核/殼/殼結(jié)構(gòu)的量子點。在實驗優(yōu)化過程中發(fā)現(xiàn),CdTe內(nèi)核的粒徑、CdS殼層的包覆時間及包覆次數(shù)、ZnS殼層的包覆時間及包覆次數(shù)以及量子點的表面配體對CdTe/CdS/ZnS量子點的量子產(chǎn)率和光穩(wěn)定性都有重要影響。實驗中我們發(fā)現(xiàn):以580 nm左右的CdTe量子點為核,包覆兩層CdS和一層ZnS制備的CdTe/CdS/ZnS量子點的性能**理想。反應(yīng)體系的pH對量子點的性能影響很大,不同pH下反應(yīng)前體的組成成分及配位情況差異較大,我們發(fā)現(xiàn)pH在8.0左右**適宜。ZnS的殼層生長受溫度影響較大,高的溫度不利于ZnS在CdTe/CdS表面形成高結(jié)晶程度的殼層;同時反應(yīng)進(jìn)行過快,晶體生長過快,粒徑不易控制。實驗證明:其他反應(yīng)條件相同情況下,制備相近波長的CSS量子點時,反應(yīng)溫度越高所得到的量子點原液穩(wěn)定性越差,因此我們在進(jìn)行ZnS包殼時選用的反應(yīng)溫度較低,為80°C。在ZnS包殼過程中,我們采用不同配體并考察了配體(巰基丙酸、半胱氨酸和谷胱甘肽)對制備的量子點的熒光性能及穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:配體自身的穩(wěn)定性直接影響到量子點的穩(wěn)定性,這是因為配體的解離及氧化脫落會破壞量子點的表面結(jié)構(gòu)從而導(dǎo)致量子點的熒光減弱甚至因聚沉而完全淬滅,本實驗的條件下,巰基丙酸(MPA)的穩(wěn)定性**, MPA穩(wěn)定的CdTe/CdS/ZnS量子點穩(wěn)定性也**,與預(yù)期相符。 

在水相中制備了半導(dǎo)體CdTe、核殼CdTe/CdS和CdTe/ZnS納米晶（量子點；QDs）。通過掃描隧道顯微鏡（STM）和熒光光譜（FS）對所制備的納米晶體進(jìn)行了研究，并根據(jù)FS所得數(shù)據(jù)計算了量子產(chǎn)率（QYs）。通過掃描隧道顯微鏡（STM）評估了分散良好的碲化鎘（CdTe）的粒徑為約3nm。研究和討論了CdTe/CdS核殼量子點量子點的一些反應(yīng)條件，如Cd2+濃度的依賴性和Cd2+的作用+∶S2－等。在所有這些方法中，核殼CdTe/CdS的QYs通常隨回流時間的推移而遞減。當(dāng)pH值為8.5，Cd2時，可獲得80.0%的**QYs+∶S2－=10:1（摩爾比）。此外，制備了CdTe/ZnS核殼量子點，結(jié)果表明，與CdTe核相比，CdTe/ZnS核殼量子點從551nm紅移到635nm，這表明量子點尺寸有所增長，但CdTe/ZnS的QYs下降到14.4%。目前在本研究中討論的量子點很容易合成，它們將在基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）的生物標(biāo)記、成像和生物傳感應(yīng)用中發(fā)揮作用。

水溶性羧基化CdSe/ZnS量子的特點

(1)激發(fā)波長范圍寬、發(fā)射波長范圍窄，可以使用同一種激發(fā)光同時激發(fā)多種量子點，發(fā)射出不同波長的熒光。相比較傳統(tǒng)的熒光染料分子而言，英光染料的激發(fā)光波長范圍較窄，需要多種波長的激發(fā)光來激發(fā)多種熒光染料，給實際工作來了很多的不便。

(2)發(fā)射峰窄而對稱重小、而熒光染料發(fā)射峰不僅寬，而且不對稱拖尾嚴(yán)重，互相重嚴(yán)重容易互相干擾，給分析檢測帶來難以解決的難題

(3)(3)發(fā)射波長可通過控制其大小和組成來調(diào)諧，可以任意合成所需波長的星子點，大小均勻的星子點譜峰為對稱高斯分布

(4)(4)光強(qiáng)度及穩(wěn)定性是普通熒光染料的100倍左右，幾乎沒有光褪色現(xiàn)象，可以對所標(biāo)記的物體進(jìn)行長時間的觀察。

(5)生物相容性好，尤其是經(jīng)過各種化學(xué)修飾之后，可以進(jìn)行特異性連接，對生物體危害小，可進(jìn)行生物活體標(biāo)記和檢測，而熒光染料一般毒性較大生物相容性差。