基于CdSe量子点复合体系的制备、表征及光谱学性能研究
CdSeCdS量子点荧光探针检测Cu2+
第４２卷第１期２０２３年２月沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ ４２Ｎｏ １Ｆｅｂ ２０２３收稿日期:２０２２－０５－２４基金项目:广西自然科学基金项目(２０１９ＧＸＮＳＦＡＡ１８５０１３)作者简介:汪登鹏(１９９５ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎻ通信作者:高锋(１９７６ )ꎬ男ꎬ副教授ꎬ研究方向:稀土功能材料ꎮ文章编号:１００３－１２５１(２０２３)０１－００６１－０７ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋汪登鹏ꎬ高㊀锋ꎬ藤田澧久(广西大学资源环境与材料学院ꎬ南宁５３００００)摘㊀要:采用液相反应法在水介质中合成巯基乙酸封端的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构量子点ꎬ基于Ｃｕ２＋对量子点荧光的猝灭效应ꎬ以ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳量子点为荧光探针定量检测水溶液中Ｃｕ２＋的浓度ꎮ研究结果表明:Ｃｕ２＋的浓度为０.５~６０μｍｏｌ/Ｌ时ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度与Ｃｕ２＋的浓度成良好的分段线性关系ꎬ浓度检测限为０.０６μｍｏｌ/Ｌꎻ该荧光探针对Ｃｕ２＋的检测具有高选择性ꎻ对实际自来水样品中Ｃｕ２＋的检测结果准确可靠ꎻ量子点的淬灭机理为动态淬灭ꎮ关㊀键㊀词:量子点ꎻ荧光淬灭ꎻＣｕ２＋检测ꎻ荧光探针中图分类号:Ｏ６５７.３文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００３－１２５１.２０２３.０１.０１０ＣｄＳｅ/ＣｄＳＱｕａｎｔｕｍＤｏｔＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＰｒｏｂｅｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ＷＡＮＧＤｅｎｇｐｅｎｇꎬＧＡＯＦｅｎｇꎬＦＵＪＩＴＡＴｏｙｏｈｉｓａ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｎｉｎｇ５３００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＣｄＳｅ/ＣｄＳｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ(ＱＤｓ)ｗｉｔｈｔｈｉｏｇｌｙｃｏｌｉｃａｃｉｄｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ￣ｌｙｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉｕｍｂｙｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｒｅａｃｔｉｏｎ.ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆＣｕ２＋ｏｎＱＤｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅꎬｔｈｅＣｄＳｅ/ＣｄＳｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌＱＤｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅＣｕ２＋ｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎ￣ｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｄＳｅ/ＣｄＳＱＤｓｈａｓａｇｏｏｄｆｒａｃｔｉｏｎａｌｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ０.５~６０μｍｏｌ/ＬꎬａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｏｆＣｕ２＋ｉｓ０.０６μｍｏｌ/Ｌ.ＴｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｈａｓａｈｉｇｈｅｒｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒＣｕ２＋ｔｈａｎｏｔｈｅｒｍｅｔａｌｉｏｎｓꎬａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｉｎａｃｔｕａｌｔａｐｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓａｒｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ.ＴｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＱＤｓｉｓｄｙｎａｍｉｃｑｕｅｎｃｈｉｎｇ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔꎻｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇꎻＣｕ２＋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅ㊀㊀河流和湖泊中的有毒重金属ꎬ如铬㊁镉㊁铜㊁铅和汞等ꎬ对动物㊁植物及人类的生存和健康影响很大[１]ꎮ其中铜是生物必需的元素之一ꎬ铜的缺乏会导致生物体的某些功能障碍ꎬ但过度摄入铜会导致铜中毒ꎬＣｕ２＋是铜最常见的价态ꎬ痕量Ｃｕ２＋的测定具有重要的意义ꎮ目前检测Ｃｕ２＋的方法主要有原子吸收光谱法[２]㊁原子荧光分光光度法[３]㊁电感耦合等离子体质谱法㊁电化学法[４]和荧光探针法[５]等ꎮ与荧光探针法相比较ꎬ其他几种方法虽然都具备一定的检测能力ꎬ但存在选择性差㊁灵敏度不高ꎬ或具有高选择性与灵敏度但设备复杂㊁昂贵ꎬ或存在样品制备程序复杂等问题ꎬ故其应用受到一定限制ꎮ荧光探针法最大的优势是其荧光响应迅速ꎬ此外还具有可视性和灵敏度高㊁检测重金属离子的选择性好㊁线性范围宽等优点ꎬ且该检测方法成本低㊁操作简单ꎮ上述诸多优势使得荧光探针成为当前研究的热点ꎬ并广泛应用于生物医学和分析化学等领域[６]ꎮ荧光探针大致可分为有机荧光探针和无机荧光探针ꎮ与有机荧光探针相比ꎬ无机量子点具有高荧光量子产率㊁荧光发射光谱可调㊁多种荧光颜色可视性的优点ꎮ用于检测Ｃｕ２＋的量子点荧光探针较多ꎬ如ＣｄＸ(Ｘ代表Ｔｅ㊁Ｓｅ㊁Ｓ)[７]㊁ＺｎＳ㊁Ｃ[８]和Ａｕ量子点[９]等ꎮ根据光谱特性ꎬ量子点荧光探针可分为基于单一荧光峰强度变化的普通荧光探针和基于两个发射峰相对强度的比率荧光探针[１０]ꎻ根据结构ꎬ量子点可分为单晶体型㊁核壳型和混晶型等[１１－１３]ꎮ量子点检测Ｃｕ２＋有Ｔｕｒｎ￣ｏｆｆꎬＯｆｆ￣ｏｎ两种方式ꎮ本文首先制备疏基乙酸封端的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳型量子点ꎬ并通过Ｘ射线衍射仪(ＸＲＤ)㊁透射电子显微镜(ＴＥＭ)和光致发光光谱(ＰＬ)对其进行表征ꎻ然后以该量子点作为Ｃｕ２＋浓度检测探针ꎬ基于Ｔｕｒｎ￣ｏｆｆ模式定量检测水溶液中Ｃｕ２＋的浓度ꎻ最后使用该荧光探针对自来水样品中的Ｃｕ２＋浓度进行检测ꎮ１㊀实验部分１.１㊀实验试剂疏基乙酸(ＴＧＡ)㊁硼氢化钠(ＮａＢＨ４)㊁氯化镉(ＣｄＣｌ２ ２.５Ｈ２Ｏ)㊁硫化钠(Ｎａ２Ｓ ９Ｈ２Ｏ)和各种金属离子标准溶液(Ｋ＋㊁Ｎａ＋㊁Ｍｇ２＋㊁Ｂａ２＋㊁Ａｌ３＋㊁Ｍｎ２＋㊁Ｆｅ３＋㊁Ｃａ２＋㊁Ｐｂ２＋㊁Ｃｕ２＋㊁Ｚｎ２＋㊁Ｃｄ２＋)ꎬ均购自国药集团化学试剂有限公司ꎻ盐酸(ＨＣｌ)㊁三羟甲基氨基甲烷(Ｔｒｉｓ)ꎬ购自阿拉丁试剂(上海)有限公司ꎮ所有试剂均为分析纯ꎮ１.２㊀实验仪器透射电子显微镜(Ｆ２００Ｘ型ꎬ赛默飞世尔科技公司)ꎻ高灵敏稳瞬态荧光光谱仪(ＦＬ３Ｃ￣１１１ＴＣ￣ＳＰＣ型ꎬ堀场仪器(上海)有限公司)ꎻＸ射线衍射仪(Ｄ/ＭＡＸ２５００Ｖ型ꎬ日本理学公司)ꎻ傅里叶红外光谱仪(ＮｉｃｏｌｅｔｉＳ２０型ꎬ赛默飞世尔科技公司)ꎮ１.３㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳量子点的制备采用液相反应法[１４]制备ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳量子点ꎮ向三颈烧瓶中通氮气３０ｍｉｎ后ꎬ分别加入一定量的单质Ｓｅ㊁ＮａＢＨ４和１０ｍＬ超纯水ꎬ剧烈搅拌后得到无色澄清的ＮａＨＳｅ溶液ꎮ称取一定量的ＣｄＣｌ２溶解于１００ｍＬ超纯水中ꎬ然后加入一定体积的ＴＧＡꎬ再加入１ｍｏｌ/Ｌ的ＮａＯＨ溶液调节ｐＨ为１１ꎬ再通入氮气３０ｍｉｎ以排除氧气ꎮ将配制好的ＮａＨＳｅ溶液快速转移至ＣｄＣｌ２混合溶液中ꎬ边通氮气边剧烈搅拌ꎬ升温至８０ħ加热回流３０ｍｉｎꎬ得到ＣｄＳｅ溶液ꎮ待其冷却至室温后ꎬ按照ＣｄＳｅ和ＣｄＳ物质的量比为１ʒ１配制一定量的ＣｄＣｌ２和Ｎａ２Ｓ溶液ꎬ在剧烈搅拌下逐滴加入ＣｄＳｅ溶液中ꎬ将反应体系升温至８０ħ并回流３０ｍｉｎ后制备得到ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构的量子点ꎮ使用无水乙醇洗涤量子点ꎬ离心３次后重新分散于超纯水中待用ꎮ１.４㊀量子点检测Ｃｕ２＋的浓度将３００μＬ的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点溶液㊁２.４ｍＬ的Ｔｒｉｓ￣ＨＣｌ缓冲液(浓度为１０ｍｍｏｌ/ＬꎬｐＨ为９.０)㊁３００μＬ的Ｃｕ２＋溶液混合后静置１０ｍｉｎꎬ再采用３９７ｎｍ波长近紫外光激发ꎬ检测其发射的荧光强度ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀量子点的表征测试得到ＣｄＳｅ和ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＸＲＤ图谱ꎬ如图１所示ꎮ图１㊀ＣｄＳｅ和ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＸＲＤ图２６沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷㊀㊀由图１可见ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＸＲＤ谱线在衍射角２５.８ʎ㊁４３.２ʎ和５０.５ʎ三个位置出现清晰的衍射峰ꎬ峰位介于立方ＣｄＳｅ和ＣｄＳ的(１１１)㊁(２２０)和(３１１)晶面的特征峰之间ꎬ说明ＣｄＳｅ的内核与ＣｄＳ包层之间存在相互作用力ꎬ使晶格参数发生变化ꎬ从而使其衍射峰位产生偏移ꎮ在ＣｄＳｅ外延生长ＣｄＳ的纳米颗粒中也观察到类似的衍射峰[１５]ꎮ此外ꎬ与ＣｄＳ和ＣｄＳｅ晶体相比ꎬ这些衍射峰出现明显宽化的现象ꎬ反映出所制备ＣｄＳｅ/ＣｄＳ样品的量子点特征ꎮ采用透射电子显微镜/能谱仪(ＴＥＭ/ＥＤＳ)对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点进行分析ꎬ结果如图２所示ꎮ图２㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＴＥＭ/ＥＤＳ分析㊀㊀由图２(ａ)可见ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点显示出良好的分散性ꎬ单个粒子接近球形ꎮ根据量子点统计数据(图２(ａ)中粒径分布插图)可知ꎬ量子点的平均粒径约为２.４ｎｍꎮ图２(ｂ)中晶格条纹清晰ꎬ晶面间距为０.２１８ｎｍꎬ对应ＣｄＳｅ的(２２０)晶面ꎬ证明产物中存在ＣｄＳｅꎻ在量子点晶格内部及边缘ꎬ没有观察到明显的晶格畸变ꎬ说明ＣｄＳ与ＣｄＳｅ具有很好的晶格匹配性ꎬＣｄＳｅ表面可能外延生长出ＣｄＳ层ꎮ由图２(ｃ)可视区域内个别较大量子点的能谱分析结果可以观察到ꎬＣｄ㊁Ｓ㊁Ｓｅ元素分布较为均匀ꎬＳ元素分布于量子点团聚体的整个投影区域ꎬ而Ｓｅ元素倾向于分布在投影区域的内部ꎬ分布面积明显小于Ｓ元素ꎬ表明合成物质为ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构的量子点ꎮＣｄＳｅ和ＣｄＳｅ/ＣｄＳ的吸收光谱与荧光光谱如图３所示ꎮ图３㊀ＣｄＳｅ与ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点吸收光谱和荧光光谱㊀㊀由图３可以看出ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ的吸收峰相较于ＣｄＳｅ有少许蓝移ꎬ相同的现象也发生于其荧光光谱中ꎮ这是由于在ＣｄＳｅ表面外延生长形成ＣｄＳ壳层所致ꎮ此外ꎬ图３(ｂ)中ＣｄＳｅ/ＣｄＳ的荧光强度远远高于ＣｄＳｅ的强度ꎬ这是由于ＣｄＳ壳层对ＣｄＳｅ核粒子的表面缺陷进行了修饰ꎬ减少了ＣｄＳｅ禁带结构中的缺陷能级数量ꎬ提高了ＣｄＳｅ３６第１期㊀㊀㊀汪登鹏等:ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋激子复合发光的强度[１５]ꎮ２.２㊀荧光检测条件的优化按１.４中实验方法ꎬ采用ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点检测Ｃｕ２＋浓度ꎬ改变静置反应时间ꎬ测得不同反应时间下ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度及Ｃｕ２＋诱使ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭ꎬ结果如图４所示ꎮ图中纵坐标为荧光强度比Ｉ/Ｉ０ꎬＩ表示添加Ｃｕ２＋时量子点的荧光强度ꎬＩ０表示不添加Ｃｕ２＋时量子点的荧光强度ꎮ图４㊀反应时间对荧光强度的影响㊀㊀由图４可见ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度随时间变化不明显ꎬ说明其荧光稳定性较好ꎮ加入Ｃｕ２＋后ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭反应迅速ꎬ５ｍｉｎ后荧光强度保持稳定ꎬ说明５ｍｉｎ后Ｃｕ２＋与ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的反应基本完全ꎬ荧光淬灭效果接近最大值ꎮ故适宜的静置反应时间为５ｍｉｎꎮ溶液的ｐＨ不同可能会影响量子点的荧光强度ꎬ也可能会影响检测物质的灵敏度和选择性[１６]ꎮＴＧＡ封端的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点在ｐＨ较低的缓冲液中荧光几乎完全猝灭ꎬ并形成沉淀[１７]ꎮ如果ｐＨ过高ꎬＣｕ２＋会与溶液中的ＯＨ－发生化学反应ꎬ形成沉淀ꎬ进而影响检测的灵敏度ꎮ因此ꎬ本文考察溶液ｐＨ在５.５~１０.７的范围内变化时对实验结果的影响ꎮ测得不同ｐＨ下的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光强度及Ｃｕ２＋诱使ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭ꎬ结果如图５所示ꎮ由图５可以看出:当溶液的ｐＨ较小时ꎬ由于量子点表面的硫醇基团不太稳定ꎬ不能保持较高的荧光强度ꎻ随着ｐＨ增大ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度逐渐增大并趋于稳定ꎬ当ｐＨ为８.０时ꎬ荧光强度接近最大值ꎬ此时Ｃｕ２＋诱使量子点荧光淬灭效率基本达到最高ꎮ故选择适宜的ｐＨ为８.０ꎮ图５㊀ｐＨ对荧光强度的影响２.３㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的荧光响应特性㊀㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋具有灵敏的荧光响应特性ꎬ测得不同Ｃｕ２＋浓度下的荧光光谱及荧光淬灭率(１－Ｉ/Ｉ０４６沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷图６㊀Ｃｕ２＋对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭效应㊀㊀由图６(ａ)可见ꎬ随着Ｃｕ２＋浓度的增加ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度逐渐下降ꎮ在Ｃｕ２＋浓度为６０μｍｏｌ/Ｌ的情况下ꎬ荧光猝灭率达到９２.７％ꎮ由图６(ｂ)可知ꎬＣｕ２＋浓度对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光强度的影响可以由两段线性关系表示ꎬ分别如图６(ｃ)和图６(ｄ)所示ꎮ由图６(ｃ)的拟合结果可知ꎬＣｕ２＋浓度(Ｃ(Ｃｕ２＋))在０.５~７μｍｏｌ/Ｌ范围内时ꎬ(１－Ｉ/Ｉ０)与Ｃ(Ｃｕ２＋)的线性关系为１－Ｉ/Ｉ０＝０.００８８２＋０.０７９４３Ｃ(Ｃｕ２＋)(１)线性相关系数Ｒ２＝０.９６９ꎮ由图６(ｄ)的拟合结果可知ꎬＣ(Ｃｕ２＋)在７~６０μｍｏｌ/Ｌ范围内时ꎬ(１－Ｉ/Ｉ０)与Ｃ(Ｃｕ２＋)的线性关系为１－Ｉ/Ｉ０＝０.４５６３７＋０.００７６２Ｃ(Ｃｕ２＋)(２)线性相关系数Ｒ２＝０.９８９ꎮ浓度检测限(ＬｉｍｉｔｏｆＤｅｔｅｃｔｉｏｎꎬＬＯＤ)计算公式为[１８]ＬＯＤ＝３δ/Ｋ(３)式中:δ为空白样１１次检测值的标准偏差ꎻＫ为标准曲线的斜率ꎮ根据式(３)计算得到体系对Ｃｕ２＋浓度的检测限为０.０６μｍｏｌ/Ｌꎬ本方法的检测限低于文献[１９－２１]的研究结果ꎮ采用不同配体的量子点检测Ｃｕ２＋浓度的方法比较如表１所示ꎮ表１㊀使用量子点测量Ｃｕ２＋浓度的方法比较量子点材料配体浓度检测限/(μｍｏｌ Ｌ－１)ＣｄＳ[１９]甘油三酯０.１ＣｄＳ[２０]肽０.５ＣｄＳ[２１]半胱氨酸１.５ＣｄＳｅ/ＣｄＳ(本文)ＴＧＡ０.０６２.４㊀荧光检测Ｃｕ２＋的选择性采用ＣｄＳｅ/ＣｄＳ荧光探针在最佳条件下对Ｃｕ２＋进行荧光检测ꎬ通过与其他１１种金属离子(即Ｋ＋㊁Ｎａ＋㊁Ｍｇ２＋㊁Ｂａ２＋㊁Ａｌ３＋㊁Ｍｎ２＋㊁Ｆｅ３＋㊁Ｃａ２＋㊁Ｐｂ２＋㊁Ｃｄ２＋㊁Ｚｎ２＋)相比较ꎬ评估ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点体系对Ｃｕ２＋的选择性ꎮ其中ꎬ添加Ｃｕ２＋的浓度为５０μｍｏｌ/Ｌꎬ其他离子浓度取为Ｃｕ２＋浓度的１０倍ꎮ各种离子对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ荧光探针荧光强度的影响如图７所示ꎮ图７㊀各种离子对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ荧光探针荧光强度的影响㊀㊀由图７可以看出ꎬ除Ｃｕ２＋以外的其他金属离子对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度影响不大ꎬ说明ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的检测具有高选择性ꎮ２.５㊀荧光淬灭机理分析物与荧光探针之间发生荧光淬灭反应的机理主要有静态淬灭和动态淬灭两种[２２]ꎮ静态淬灭认为分析物与荧光探针的基态荧光分子发生反应形成非荧光体ꎻ动态淬灭认为荧光淬灭与扩散过程有关ꎬ是分析物与处于激发态的荧光分子之间发生碰撞ꎬ释放热能ꎬ使得荧光体无辐射跃迁至基态ꎬ从而导致荧光淬灭ꎮ静态荧光淬灭过程会形成非荧光体ꎬ因此其反应前后的紫外－可见吸收光谱会发生改变ꎬ但反应前后的荧光寿命不发生改变ꎻ动态荧光淬灭与静态荧光淬灭特征相反ꎬ其反应前后紫外－可见吸收光谱不变ꎬ但荧光寿命会发生变化ꎮ不同Ｃｕ２＋浓度下ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的紫外－可见吸收光谱如图８所示ꎮ添加Ｃｕ２＋和不添加Ｃｕ２＋时ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光寿命谱图如图９所示ꎮ由图８可见ꎬ添加不同浓度Ｃｕ２＋后ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的紫外－可见吸收光谱没有明显变化ꎮ由图９可见ꎬ添加Ｃｕ２＋后ꎬ量子点的寿命明５６第１期㊀㊀㊀汪登鹏等:ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋显减小ꎮ因此ꎬＣｕ２＋导致ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光淬灭的机理为动态淬灭ꎮ图８㊀不同Ｃｕ２＋浓度下ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的紫外－可见吸收光谱图９㊀添加和不添加Ｃｕ２＋时ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光寿命谱图２.６㊀实际水样中Ｃｕ２＋浓度的检测为评估ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针对检测Ｃｕ２＋的实用性与可靠性ꎬ采用实际水样(自来水)进行检测实验ꎮ选取三种不同Ｃｕ２＋浓度水平(１０㊁２０㊁３０μｍｏｌ/Ｌ)的自来水样品ꎬ每个样品检测三次取平均值ꎬ检测结果如表２所示ꎮ表中回收率为Ｃｕ２＋浓度的检测值与实际值之比ꎬ相对标准偏差为标准偏差与平均值之比ꎬ反映Ｃｕ２＋检测的精度ꎮ表２㊀自来水样品中实际Ｃｕ２＋浓度与检测值的比较样品实际浓度/(μｍｏｌ Ｌ－１)检测值/(μｍｏｌ Ｌ－１)回收率/％相对标准偏差/％５４.８８９７.６２.８自来水１０１０.４５１０４.５２.５２０２０.３２１０１.６３.８㊀㊀由表２可看出ꎬ各样品的回收率均接近１００％ꎮ自来水中可能存在多种阳离子ꎬ如Ｎａ＋㊁Ｃａ２＋㊁Ｍｇ２＋㊁Ｍｎ２＋等ꎬ本文实际水样测定结果表明ꎬ这些金属离子的存在不会干扰Ｃｕ２＋的检测ꎬ再次证明了ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针对检测Ｃｕ２＋的实用性与可靠性ꎮ３㊀结论(１)采用溶液反应法成功合成了ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构量子点荧光探针ꎮ基于Ｔｕｒｎ￣ｏｆｆ模式利用ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点检测水介质中的Ｃｕ２＋ꎬ在Ｃｕ２＋浓度为６０μｍｏｌ/Ｌ的情况下ꎬ荧光猝灭率达到９２.７％ꎮ(２)确定最优检测条件为:反应时间５ｍｉｎꎬ溶液ｐＨ为８.０ꎮ确定了荧光淬灭率与Ｃｕ２＋浓度间的分段线性关系ꎮ(３)紫外－可见吸收光谱和荧光寿命测试结果表明ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的荧光淬灭为动态淬灭机制ꎮ(４)对自来水样品中Ｃｕ２＋浓度的检测值与实际浓度的相对标准偏差不超过４％ꎬ且回收率较高ꎮＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的检测具有高选择性ꎬ干扰离子的存在几乎不影响ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋荧光响应的灵敏度ꎮ参考文献:[１]ＺＨＡＮＧＸＹꎬＺＨＡＮＧＭꎬＬＩＵＨꎬｅｔａｌ.Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ:ａｐｒｅｓｓｉｎｇｃｈａｌｌｅｎｇｅｔｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓ[Ｊ].ＣｕｒｒｅｎｔＯｐｉｎｉｏｎｉｎＥｎｖｉｒｏｎ￣ｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｈｅａｌｔｈꎬ２０１９ꎬ１２:１－５.[２]ＳＭＩＣＨＯＷＳＫＩＰꎬＬＯＮＤＯＮＩＯＡ.Ｔｈｅｒｏｌｅｏｆａｎａｌｙｔｉ￣ｃａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｓａｎｄｍｅｔ￣ａｌｌｏｉｄｓｉｎｄｉｅｔａｒｙｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｓ:ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ｍｉｃｒｏ￣ｃｈｅｍｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１８ꎬ１３６:１１３－１２０.[３]ＨＡＲＩＢＡＬＡꎬＨＵＢＴꎬＷＡＮＧＣＧꎬｅｔａｌ.ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌａｒｏｕｎｄｕｒａｎｉｕｍｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆＴｏｎｇｌｉａｏꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳａｆｅｔｙꎬ２０１６ꎬ１３０:１８５－１９２.[４]ＬＥＥＷꎬＫＩＭＨꎬＫＡＮＧＹꎬｅｔａｌ.Ａｂｉｏｓｅｎｓｏｒｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｍｅｔａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｅｎｈａｎｃｅｄｇｒｅｅｎｆｌｕｏｒｅｓ￣ｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎ[Ｊ].Ｓｅｎｓｏｒｓꎬ２０１９ꎬ１９(８):１８４６.６６沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷[５]ＢＩＡＮＷꎬＷＡＮＧＦꎬＺＨＡＮＧＨꎬｅｔａｌ.ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｕｓｉｎｇｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌＣｄＴｅ/ＺｎＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ３０(７):１０６４－１０７０.[６]ＰＡＲＫＳＨꎬＫＷＯＮＮꎬＬＥＥＪＨꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒａｔｉｏ￣ｍｅｔｒｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｉｏｎｓ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙＲｅｖｉｅｗｓꎬ２０２０ꎬ４９(１):１４３－１７９. [７]蔡朝霞ꎬ阮晓娟ꎬ石宝琴ꎬ等.水溶性ＣｄＳｅ量子点的合成及其作为荧光探针对大肠杆菌的快速检测[Ｊ].分析试验室ꎬ２０１１ꎬ３０(３):１０７－１１０. [８]孙雪花ꎬ张锦婷ꎬ郝都婷ꎬ等.基于Ａｇ＋修饰氮掺杂碳量子点用于组氨酸的荧光开启检测[Ｊ].分析试验室ꎬ２０２１ꎬ４０(４):３９９－４０３.[９]ＡＬＤＥＷＡＣＨＩＨꎬＣＨＡＬＡＴＩＴꎬＷＯＯＤＲＯＯＦＥＭＮꎬｅｔａｌ.Ｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ￣ｂａｓｅｄｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ[Ｊ].Ｎａｎｏｓｃａｌｅꎬ２０１７ꎬ１０(１):１８－３３.[１０]李亚楠ꎬ王俊平.基于双发射免标记核酸探针的比率型荧光传感器用于银的检测[Ｊ].分析试验室ꎬ２０２０ꎬ３９(１):１２－１６.[１１]ＷＡＮＧＪꎬＪＩＡＮＧＣＸꎬＷＡＮＧＸＱꎬｅｔａｌ.Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎ"ｉｏｎ￣ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ"ｄｕａｌ￣ｅｍｉｓｓｉｏｎｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｎａ￣ｎｏｈｙｂｒｉｄｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｔｕｒｎ￣ｏｎａｎｄｒａｔｉｏ￣ｍｅｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｄｍｉｕｍｉｏｎｓ[Ｊ].Ａｎａｌｙｓｔꎬ２０１６ꎬ１４１(２０):５８８６－５８９２.[１２]吕俊杰ꎬ董小绮ꎬ孟鑫ꎬ等.Ｍｎ掺杂ＺｎＳ/ＺｎＳ核壳量子点磷光猝灭法测定铜离子[Ｊ].分析试验室ꎬ２０１９ꎬ３８(３):３２１－３２５.[１３]ＣＡＯＹＷꎬＷＡＮＧＣꎬＺＨＵＢＨꎬｅｔａｌ.Ａｆａｃｉｌｅｍｅｔｈ￣ｏｄｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｈｉｇｈ￣ｑｕａｌｉｔｙＣｄＳｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｆｏｒｌａｒｇｅａｎｄｔｕｎａｂｌｅｎｏｎｌｉｎｅａｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ[Ｊ].ＯｐｔＭａｔｅｒꎬ２０１７ꎬ６６:５９－６４.[１４]张梦亚ꎬ高兵ꎬ柳翠ꎬ等.Ｌ￣半胱氨酸修饰ＣｄＴｅ与ＣｄＴｅ/ＣｄＳ量子点的水相合成与表征[Ｊ].稀有金属材料与工程ꎬ２０１６ꎬ４５(Ｓ１):５５４－５５９.[１５]沈嘉林ꎬ李玲ꎬ沈水发.ＣｄＳｅ＠ＣｄＳ核－壳结构量子点的微乳水热法制备[Ｊ].功能材料与器件学报ꎬ２０１９ꎬ２５(２):８２－８７.[１６]ＢＩＡＮＷꎬＷＡＮＧＦꎬＺＨＡＮＧＨꎬｅｔａｌ.ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｕｓｉｎｇｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌＣｄＴｅ/ＺｎＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ３０(７):１０６４－１０７０.[１７]ＸＵＨꎬＭＩＡＯＲꎬＦＡＮＧＺꎬｅｔａｌ.Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ￣ｂａｓｅｄ"ｔｕｒｎ￣ｏｎ"ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｚｉｎｃａｎｄｃａｄｍｉｕｍｉｏｎｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉａ[Ｊ].ＡｎａｌｙｔｉｃａＣｈｉｍｉ￣ｃａＡｃｔａꎬ２０１０ꎬ６８７(１):８２－８８.[１８]ＭＡＮＪＵＢＡＡＳＨＩＮＩＮꎬＴＨＡＮＧＡＤＵＲＡＩＴＤꎬＢＨＡＲＡＴＨＩＧꎬｅｔａｌ.Ｒｈｏｄａｍｉｎｅｃａｐｐｅｄｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒ￣ｔｉｃｌｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｒ３＋ｉｏｎｉｎｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｓａｎｄｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅꎬ２０１８ꎬ２０２:２８２－２８８.[１９]ＣＨＥＮＹＦꎬＲＯＳＥＮＺＷＥＩＧＺ.ＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＣｄＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｏｎｐｒｏｂｅｓ[Ｊ].ＡｎａｌＣｈｅｍꎬ２００２ꎬ７４(１９):５１３２－５１３８.[２０]ＧＡＴＴÁＳ￣ＡＳＦＵＲＡＫＭꎬＬＥＢＬＡＮＣＲＭ.Ｐｅｐｔｉｄｅ￣ｃｏａｔｅｄＣｄＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒ(ＩＩ)ａｎｄｓｉｌｖｅｒ(Ｉ)[Ｊ].ＣｈｅｍＣｏｍｍｕｎꎬ２００３(２１):２６８４－２６８５.[２１]ＢＯＯＮＭＥＣꎬＮＯＩＰＡＴꎬＴＵＮＴＵＬＡＮＩＴꎬｅｔａｌ.Ｃｙｓ￣ｔｅａｍｉｎｅｃａｐｐｅｄＣｄＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｉｏｎｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔａｎｄｌｏｎｇ￣ｗａｖｅｓｐｅｃｔｒａｌｓｈｉｆｔｓ[Ｊ].ＳｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａＰａｒｔＡ:ＭｏｌｅｃｕｌａｒａｎｄＢｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙꎬ２０１６ꎬ１６９:１６１－１６８. [２２]甘晓娟ꎬ刘绍璞ꎬ刘忠芳ꎬ等.某些芳香族氨基酸作探针荧光猝灭法测定安乃近及其代谢产物[Ｊ].化学学报ꎬ２０１２ꎬ７０(１):５８－６４.(责任编辑:宋颖韬)７６第１期㊀㊀㊀汪登鹏等:ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋。
《CdS基宽光谱复合材料合成及其光催化还原CO2性能研究》
《CdS基宽光谱复合材料合成及其光催化还原CO2性能研究》一、引言随着环境问题的日益严重，光催化技术已成为科研领域的一个热点。
其中，光催化还原CO2技术具有巨大的应用潜力，可有效减少温室气体的排放并转化为有价值的化学品。
CdS作为一种典型的宽光谱半导体材料，因其具有较高的光吸收能力和良好的光催化性能，在光催化还原CO2领域受到了广泛关注。
然而，单纯的CdS材料存在着一些缺陷，如光生载流子复合率高、光响应范围有限等。
为了解决这些问题，研究者们开始探索将CdS与其他材料复合，以提高其光催化性能。
本文旨在研究CdS基宽光谱复合材料的合成及其在光催化还原CO2方面的性能。
二、实验方法1. 材料制备本文采用溶胶-凝胶法合成CdS基宽光谱复合材料。
首先，将适量镉盐和硫源在溶液中混合，加入表面活性剂以控制颗粒形貌。
随后，通过热处理和硫化处理得到CdS基复合材料。
2. 结构表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对合成材料的晶体结构、形貌和微观结构进行表征。
3. 光催化性能测试以光催化还原CO2为探针反应，评价CdS基宽光谱复合材料的光催化性能。
在封闭的光反应器中，以合成材料为光催化剂，以CO2和H2O为反应物，光照条件下进行反应。
通过气相色谱仪分析反应产物，计算CO2的转化率和产物选择性。
三、结果与讨论1. 材料表征结果XRD结果表明，合成材料具有典型的CdS晶体结构。
SEM 和TEM图像显示，材料具有均匀的颗粒形貌和良好的分散性。
此外，通过能谱分析（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）等手段，证实了材料中各元素的化学状态和价态。
2. 光催化性能分析实验结果表明，CdS基宽光谱复合材料具有优异的光催化还原CO2性能。
在可见光照射下，该材料能够有效地将CO2转化为碳氢化合物和醇类等有机物。
与纯CdS相比，复合材料的光催化性能得到显著提高。
这主要归因于复合材料具有较宽的光谱响应范围、较高的光生载流子分离效率和较强的氧化还原能力。
原位构筑CdSe核-ZnS壳结构复合量子点及其光学性能研究
摘 要 ： 次 利 用 油 酸 一 液 体 石 蜡 原 位 构 筑 Ｃ Ｓ 首 ｄｅ
剂 与核 作用 的机 会 ， 强 核 的稳 定 性 ， 少 激 发 缺 增 减
核 一Ｚ Ｓ壳结构复 合量 子点 材料 。透射 电镜 显 示 了 ｎ Ｃ Ｓ 核 一 Ｚ Ｓ壳结 构 ； ｄｅ ｎ 紫外 可 见 光谱 、 光 光谱 及 荧 激 光共 聚 焦 等 结 果 ， 明所 制 得 的 Ｃ Ｓ 表 ｄ ｅ核 ～Ｚ Ｓ ｎ 壳结 构复 合量 子点材 料具 有 明显 的增 强量 子点 的荧
大增 强 ， ｄ ｅ 子点 在包 裹 了 Ｚ Ｓ层 以后 ， 紫外 ＣＳ 量 ｎ 其
荧光及 复 杂 的激 发 态 衰 减 －３ ２。根 据 带 隙理 论 ， 在 裸量子 点表 面包 覆另 一 种 晶 体结 构 相 似 、 隙 能更 带 宽 的半导 体 材料 ， 得 核 壳结 构 纳 米 晶体 （ Ｃ Ｓ 制 如 ｄ／
Ｚ Ｓ Ｃ Ｓ ／ ｎ 、 ｄ ／ ｎ ｅ等 ）３４， 以减 少 猝 灭 ｎ 、 ｄ ｅＺ Ｓ Ｃ Ｓ Ｚ Ｓ ［ ］可 －
光 效率 的特 点。
陷， 从而 使 量 子 点 的荧 光 性 质 得 到 改 善 。在 Ｃ Ｓ ｄｅ
量 子点 表面包 裹适 当厚 度 的 Ｚ Ｓ得 到 的 Ｃ Ｓ ／ ｎ ｎ ｄ ｅＺ Ｓ 核壳 型量 子点具 有 很 好 的单 分 散 性 ， 定性 大 大 增 稳 强 ， 致发 光 的量子 产率 也有 了较 大 的提升 。 光
晶体 上生 长 Ｃ Ｓ 量 子 点 的 方 法＿ ， ｄｅ ５ 开辟 了 核壳 量 ］
子点 的 新 时 代 。但 他 们 首 先 是 以 Ｚ Ｓ为 内 核 而 ｎ
Ｃ Ｓ 为外 壳 ， 于 Ｚ Ｓ的 晶格 常 数 比 Ｃ Ｓ ｄｅ 由 ｎ ｄ ｅ小 ， 而
cdse量子点发射光谱
CdSe量子点是一种常见的荧光材料，其发射光谱的特性取决于其结构和制备工艺。
一般来说，CdSe量子点的发射光谱具有以下特点：
1. 发射光谱宽：由于CdSe量子点的尺寸和形状的变化，其发射光谱宽度较大，通常在400nm~600nm之间。
2. 发射波长可调：通过控制CdSe量子点的尺寸和组成，可以调节其发射波长，使其在可见光区域中具有较宽的发射带。
3. 发射光谱窄：随着CdSe量子点尺寸的减小，其发射光谱的带宽会变窄，同时发射峰的位置也会发生变化，从而实现对发射波长的精确控制。
4. 荧光量子产率高：CdSe量子点具有较高的荧光量子产率，即荧光发射能量与其吸收能量之比，通常在90%以上。
5. 荧光发射波长可调：通过改变CdSe量子点的组成和尺寸，可以调节其发射波长，实现对荧光发射波长的精确控制。
总的来说，CdSe量子点的发射光谱特性使其在荧光标记、发光二极管、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。
CdSe量子点简要综述2
CdSe量子点综述量子点(quantum dots, QDs)是一种半导体纳米晶(nanocrystals, NCs)通常由Ⅱ-Ⅱ和Ⅱ-Ⅱ族元素组成，如CdSe、CdTe、ZnSe、CuInS、InP等。
也可以由两种或两种上的半导体材料构成，如核壳结构的CdSe/ZnS、CdSe/CdZnS等，以及掺杂结构的ZnS:Mn，ZnSe:Cu等。
1.量子点结构常见的二元半导体量子点由于覆盖光谱有限且稳定性不高，易受外界环境物理化学的影响而发生质量退化，因此，常通过制备合金量子点或核壳结构量子点来改善量子点的物理化学性质错误!未找到引用源。
1.1合金量子点合金量子点即将几种不同带隙的半导体材料在纳米尺度上进行的合金化，形成合金或固溶体。
由于每种半导体材料都有其相应的能带宽，通过形成合金通过调节合金半导体组分的化学计量比来改变纳米晶的组成，从而改变量子点的能带宽及晶格常数。
此类量子点也可按照组成元素的多少分为三元合金和多元合金。
要制备均匀结构的合金，两种组成的生长速率必须相等，并且在一种成分的生长的条件下不能阻止另一种成分的生长，同时两种成分需要充分相似使得两者容易混合,否则会形成核壳结构或者两种组分独立成核。
1.2核/壳结构量子点根据各种半导体材料能带位置的不同，壳层在核/壳结构量子点中起到作用的不同，可以将核/壳量子点分为三类：TypeⅡ、TypeⅡ和TypeⅡ型结构，如图1.1所示。
图1.1 半导体异质结的能带结构TypeⅡ型结构的量子点要求壳层材料能带大于核层材料能带，电子和空穴都被限域在核材料中，从而提高量子点的荧光效率，但也有相反的情况；TypeⅡ型结构的量子点要求壳层材料的价带或导带处于核层材料的带隙中，通过光子的激发，壳层材料能带的重叠导致电子和空穴的空间分离而分别处于核层材料和壳层材料中；TypeⅡ型结构很少应用到核壳量子点结构中去。
TypeⅠ型结构是最早被研究的结构，该结构中宽能带的壳层材料所起的作用是钝化核层材料的表面缺陷，使核材料与外部环境隔离，将载流束缚在核中。
CdS量子点敏化二维WO3纳米薄膜的制备及其光电化学性能研究的开题报告
CdS量子点敏化二维WO3纳米薄膜的制备及其光电化学性能研究的开题报告尊敬的指导老师：本人拟选题为“CdS量子点敏化二维WO3纳米薄膜的制备及其光电化学性能研究”，该选题旨在研究CdS量子点与二维WO3纳米薄膜的复合光电化学性能，为新能源开发提供一定的科学依据。
现在，本人将详细说明该选题研究背景、研究目的、研究内容、研究方法及可行性分析等方面的情况。
一、研究背景二氧化钨（WO3）在催化分解水中具有诸多优异特性，但其光催化性能有待进一步提升，因此研究新型光敏材料来改善其光敏性能显得尤为迫切。
量子点是一种具有独特物理和化学特性的半导体微晶，近年来受到广泛关注。
CdS量子点具有优异的电子传输性能和优异的光催化性能，因此被广泛应用于光催化分解水等领域。
因此，将CdS量子点引入WO3纳米薄膜中，可以进一步提高WO3的光催化性能。
二、研究目的本文旨在制备CdS量子点敏化的二维WO3纳米薄膜，研究其光电化学性能及机理，探究CdS量子点对于二维WO3纳米薄膜光催化性能的影响，为新型光催化材料的开发提供理论和实验基础。
三、研究内容1. 合成CdS量子点；2. 制备WO3纳米薄膜；3. CdS量子点敏化的二维WO3纳米薄膜的性质表征；4. 探究CdS量子点对于二维WO3纳米薄膜光催化性能的影响；5. 实验结果的统计和分析。
四、研究方法1. 化学制备法制备CdS量子点；2. 溶胶凝胶法制备WO3纳米薄膜；3. 采用SEM、TEM、XRD等方法对样品进行表征；4. 采用光电流法和电化学阻抗谱法研究样品的光电性能；5. 采用紫外可见光谱测定催化反应的光催化性能。
五、可行性分析本选题的研究内容较为明确，研究方法的操作规范且有一定的先导研究。
本项目的研究内容具有实践性和运用性，具有推广意义。
因此，本选题的研究有可行性。
以上就是本人“CdS量子点敏化二维WO3纳米薄膜的制备及其光电化学性能研究”的开题报告，如有不妥之处请您指正。
基于FRET原理的CDs-Ce6体系构建及性能评价
基于FRET原理的CDs-Ce6体系构建及性能评价李钒;杨焜;张春林;刘长军;田丰【摘要】目的:依据荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)原理,设计一种碳量子点(CDs)与光敏剂二氢卟吩E6(Ce6)的复合体系.方法:使用短链钝化剂,通过一步水热法合成表面富含氨基的CDs,再通过经典的NHS/EDC反应将Ce6与CDs复合.利用荧光光谱仪、透射电镜、红外光谱仪、紫外一可见光吸收光谱等评价CDs以及CDs-Ce6体系的理化性能.结果:CDs-Ce6体系具有良好的水溶性,且有明显的一单氧产出.结论:CDs-Ce6体系设计改善了纯Ce6不溶于水的缺点,且一单氧产出明显,有望成为一种理想的新型光敏剂.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2016(037)012【总页数】4页(P7-9,24)【关键词】荧光共振能量转移;碳量子点;二氢卟吩E6;CDs-Ce6体系;光敏剂【作者】李钒;杨焜;张春林;刘长军;田丰【作者单位】300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300300天津,东丽医院消化内科;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所;300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所【正文语种】中文【中图分类】R318;R454.2光动力疗法（photodynamic therapy，PDT）是一种利用光动力反应进行疾病诊断和治疗的新技术，在恶性肿瘤治疗方面已引起广泛关注。
PDT的基本原理为：光敏剂进入机体并被肿瘤组织选择性摄取和潴留，在特定波长的光照射下，光敏剂吸收光子的能量跃迁到不稳定的激发态，在其返回基态过程中产生活性氧物质（reactive oxygen species，ROS），特别是一单氧（1O2），从而杀死肿瘤细胞，达到治疗肿瘤的作用[1-2]。
多数光敏剂由于分子结构上π共轭域的存在而呈疏水性，直接在水性生理环境中应用时，很容易发生团聚而导致ROS产率严重降低，进而影响PDT的效果[3]。
熵配体助力“完美”CdSeCdS核壳量子点的合成,以及其光学性质研究
熵配体助力“完美”CdSeCdS核壳量子点的合成,以及其光学性质研究撰文：ZJH编辑：CCL尺寸在量子限域效应范围内的溶液半导体纳米晶（量子点）以其独特的光学性质，如荧光量子产率高、吸收带宽、发射峰窄、光学稳定性好等，在生物成像与标记、激光、发光二极管、显示等领域受到了工业界和学术界的广泛关注。
作为一类新兴发光和光电材料，溶液量子点的合成化学是其发展的决定性因素。
在过去二十年左右的时间里，量子点合成化学主要集中在尺寸、形貌的单分散控制。
但是，作为一类优异的发光和光电材料，仅仅实现尺寸和形貌单分散是不够的。
更加重要的合成化学任务，应该是实现量子点光学与光电性质的合成化学控制，包括激发态光物理性质和光化学性质的化学合成控制。
理想的光物理性质包括荧光量子产率达到100%、荧光寿命呈单指数衰减、集合体荧光半峰宽与单颗粒光谱一致等。
理想的光化学性质包括荧光非闪烁和抗荧光漂白性能等。
但是到目前为止，尚无同时实现这些完美光学性质的量子点的报道。
最近浙江大学peng课题组报道了他们在CdSe/CdS核壳量子点上的最新研究成果，通过在羧酸镉系统中引入熵配体首次得到了能够同时满足理想激发态光学性质的CdSe/CdS核壳量子点。
相关研究成果发表以“Ideal CdSe/CdS core/shell nanocrystals enabled by entropic ligands and their core size, shell thickness, and ligand dependent photoluminescence properties”为题发表在JACS上（图1）。
图1. 同时满足理想激发态光学性质CdSe/CdS核壳量子点经过过去二十多年的发展，单一组分的核量子点，如CdSe量子点，尽管无法同时满足，也已经实现了荧光量子产率达到100%、荧光寿命呈单指数衰减、集合体荧光半峰宽与单颗粒光谱一致等理想激发态光物理性质（JACS, 2015, 137(12), 4230–4235、JACS, 2016, 138(20), 6475–6483）。
CdTe量子点在液体石蜡体系的制备
联系人简介：孙
康，男 ， 博士 ， 教授 ， 博士生导师 ，主要从事生物材料研究．Ｅ ｍ ｉ ｓｎ ｊ ．ｄ ．Ｂ － ａｌ ｕ ＠ｓｕ ｅｕ Ｃ ：ｋ ｔ
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邢
滨等 ： ｄ ｅ 子 点 在 液 体 石 蜡 体 系的 制备 ＣＴ 量
２１ ３
０ ０ ３ｇ Ｏ １ｍｍ １Ｔ ． １ （ ． ｏ） ｅ粉放入 另一 个三颈瓶 中 ， 加入 １ ． ９ ５ｍＬ液体 石蜡 和 ０ ５ｍ Ｏ Ｔ ． ＬＴ Ｐ， ｅ和 Ｔ Ｐ发生 Ｏ 反应 ， 形成作 为 Ｔ 前 体 的 Ｔ —Ｏ （ 正辛基 膦化 碲 ） ｅ ｅＴ Ｐ 三 ．将 Ｔ 前 体 溶 液加 热 到 ２ ０ ｏ 然 后抽 取 １ｍＬ ｅ ０ ｃ，
维普资讯
Ｖｏ ． ９ １２
２０ ０ ８年 ２月
高 等 学 校 化 学 学 报
Ｃ ＭＩ ＡＬＪ ＨＥ Ｃ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＥＳ Ｎ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳＴＩ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ２ ．
２ ０～２ ４ ３ ３
Ｃ Ｔ ｄ ｅ量 子 点 在 液 体 石 蜡 体 系 的 制 备
并 且 具有 良好 的热 稳 定 性 ．
关键词
量子点 ； ｄ ｅ 油溶性 ； ＣＴ； 液体石蜡 ； 热稳定性
Ｏ １． ； Ｎ ０ Ｔ ４ ２ ６ １４ Ｔ ３４； Ｑ ２ 文献 标 识 码 Ａ 文章编号 ０ ５ －７０ ２０ ）２ ２ ０ ５ ２ １ ９ （０ ８ ０ － ３ － ０ ０ ０
称取 ０ １ （ ｏ）Ｃ Ｏ粉 末放人 三颈瓶 中 ， ． ３ｇ １ｍｍ １ ｄ 加入 ０ ６ｍＬ油酸 和 ４ ４ｍＬ液体 石蜡 ， ． ． 然后加热 到
实验五-CdTe量子点的制备及表征
CdTe量子点的制备及表征一、实验目的1. 掌握在水相中制备CdTe量子点的方法。
2. 熟悉CdTe量子点的表征手段。
二、实验原理量子点(quantum dot)，又称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。
量子点的粒径一般介于1～100 nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。
与传统的荧光染料相比，量子点具有以下无可比拟的荧光特性：（1）量子点的激发光波长范围很宽;（2）量子点具有可精确调谐的发射波长;（3）量子点具有较大的斯托克斯位移和狭窄对称的荧光谱峰; (4) 具有强的抗光漂白的特性。
近年来，由于具有独特的光学和电学性质，而被广泛用于发光二极管、太阳能电池、生物标记与生物成像等领域。
本实验采用一锅煮的合成路线，采用空气稳定的亚碲酸钠（Na2TeO3）作为Te 源，二水合氯化镉，半胱氨酸，二水合柠檬酸三钠为原料，不需要使用Schlenk line 真空线，反应生成CdTe量子点。
在反应过程中Te 源的选择是最关键的，在这里，我们选用了空气稳定的亚碲酸钠，避免了合成容易被空气中的氧气氧化的H2Te或NaHTe，反应按照下述方程式来进行：4TeO32- + 3BH4-= 4Te2- + 3BO2- + 6H2OCdL + Te2- =CdTe + L ; L=cysteine在这个反应里，亚碲酸离子（TeO32-）首先被强还原性的硼氢化钠还原成碲离子（Te2-），Te2-进一步和Cd2+，反应生成CdTe。
三、仪器与试剂试剂及玻璃器皿：亚碲酸钠，硼氢化钠，二水合氯化镉，L-半胱氨酸，二水合柠檬酸三钠购自上海国药试剂，实验用水为去离子水。
另需，分析电子天平、三口颈瓶、冷凝管、温度计、移液管、滴管等玻璃器皿，冷凝管回流装置。
仪器：移液枪2支、一次性乳胶手套两包、紫外可见吸收光谱使用国产光谱仪。
荧光光谱使用岛津荧光光谱仪。
量子点的制备及应用研究进展
量子点的制备及应用研究进展朱专赢;吴昌达;娄童芳;杜学萍;屈建莹【摘要】综述了量子点的制备方法以及在分析检测、生物、药学、光电器材、指纹显现等领域的应用。
指出量子点是一种新型的荧光纳米材料，因其具有独特的光电性质而引起了广泛的关注；并就它的发展方向及应用前景进行了展望。
%A review is given about the synthesis of quantum dots and their applicationin analy-sis and detection ,biology ,pharmacy ,optical device and fingerprint collection .It is pointed out that quantum dots are a new kindof fluorescence nanomaterials ,and they are drawing a great deal of attention owing to their unique optical and electricalproperties .Moreover ,suggestions are also provided about the development trend and application prospect of quantum dots .【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】5页(P537-541)【关键词】量子点;制备;应用;研究进展【作者】朱专赢;吴昌达;娄童芳;杜学萍;屈建莹【作者单位】河南大学化学化工学院，河南开封 475004;河南大学化学化工学院，河南开封 475004;河南大学化学化工学院，河南开封 475004;河南大学化学化工学院，河南开封 475004;河南大学化学化工学院，河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】O621.22量子点(QDs)又称半导体纳米晶,是一种由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成的纳米颗粒,直径约1～100 nm[1-3]. 由于QDs具有较小的尺寸，使其具有特殊的小尺寸效应[4]、表面效应[5]、量子尺寸效应[6]及宏观量子隧道效应[7]. 量子点表现出独特的光学特性,如量子产率高、荧光寿命长、消光系数大、光耐受性强、发射光谱窄和激发光谱范围较宽等[8-9]. 量子点的制备和应用引起了人们广泛的研究兴趣[10],在生物医学[11-13]和光电子[14]领域都拥有广阔的应用前景.1 量子点的制备量子点的制备方法有很多种，如电化学沉积法、气相沉积法、微乳液法、溶胶法等，其中溶胶法是最常用的制备方法. 溶胶法包括有机相合成法和水相合成法.水相合成法又可细分为传统水相法、水热法、微波辅助水相法等.1.1 有机相合成法早期的量子点合成通常是采用有机相合成法. 1990年,BRUS等[15]在有机相中合成出了质量好、发光效率高的CdSe量子点. 1993年，MURRAY等[16]通过有机金属前驱体Cd(CH3)2和S、Se、Te等前驱体在三辛基氧膦(TOPO)溶剂中反应，直接合成高质量的CdE(E=S, Se, Te)量子点. 2001年，PENG [17]对传统有机相合成法进行改进，用金属氧化物CdO代替有毒的有机镉金属化合物作为反应前体，一步合成了CdS, CdSe,CdTe量子点. 随后，他又提出非络合溶剂合成方法，大大降低了量子点合成的难度[18].2005年，YANG等[19] 提出了一种绿色的合成方法，他们不用有机膦和空气中敏感的化合物，进一步改善和简化了CdSe的合成途径. 2007 年，PRADHAN等[20]提出了更加绿色的合成量子点的方法. 后来，YANG[21]在有机体系中制备出了发光性能优异的Mn掺杂的CdS/ZnS核壳式量子点. DAI等[22]用橄榄油既作配体又作溶剂合成了分散性良好的ZnSe量子点和纳米花. 2009年DENG等[23]用液体石蜡替换TOPO溶剂合成了ZnxCd1-xSySe1-y(0≤x≤1; 0≤y ≤1)合金量子点.1.2 水相合成法1.2.1 传统水相法1994年，VOSSMEYER T等[24]首次使用巯基化合物1-硫代甘油为稳定剂在水溶液中合成了CdS量子点. 陈启凡等[25]用传统水相合成法合成了半胱氨酸包覆的CdTe量子点，并将它用于生物体DNA的检测. 1998年ZHANG等[26]以巯基乙酸为稳定剂通过Cd2+与NaHTe在水相中的反应合成出了水溶性量子点. 2003年,ZHUANG等[27]用巯基乙酸为稳定剂制备了Mn掺杂ZnS量子点,并且研究了不同反应条件对量子点荧光强度的影响. 2007年，QIAN等[28]在水相中制备出不同尺寸和组成的CdHgTe量子点. 2009年，LAW等[29]在水溶液中制备出了CdTe/ZnTe核壳量子点，并将它成功应用于生物成像.1.2.2 水热法2003年，ZHANG等[30]利用水热法合成了CdTe纳米粒子，并对各个反应条件进行了研究. MAO等[31]采用水热法以巯基丙酸作稳定剂一步合成CdTeS合金量子点，并用于生物成像方面的研究. 2009年，ZHAO等[32]以N-乙酰-L-半胱氨酸作为稳定剂合成了核壳结构的CdTe/CdS量子点.1.2.3 微波法KOTVO等[33]首次使用微波辅助法合成量子点. 2005年，REN等[34]以巯基丙酸为稳定剂，利用微波辅助法合成出来一系列的CdTe量子点. 利用微波辅助法，CdTe/CdS[35]、CdTe/CdS/ZnS[36]、CdSe/ZnS[37]等一系列的核壳结构的量子点相继被合成出来. 微波辅助法合成量子点目前已经成为一种发展趋势.2 量子点的应用2.1 量子点在分析检测中的应用2.1.1 测定金属离子的含量XIA等[38]在水介质中合成了巯基乙酸包覆的量子点,进一步采用变性的牛血清蛋白修饰CdS量子点，采用荧光猝灭法测定Hg2+，此方法检出限为4.0×10-9 mol·L-1.李梦莹等[39]用半胱氨酸作修饰剂，水热法合成CdS量子点，基于荧光猝灭作用，实现了对痕量Hg2+的定量检测.FERNNDEZ-ARGÜELLSEM T等[40]开发了CdSe量子点测定Cu2+的方法. 他们用两种不同的稳定剂(2-巯基乙基磺酸和2-巯基乙酸)修饰CdSe量子点，发现2-巯基乙基磺酸修饰的CdSe量子点对Cu2+具有更高的灵敏度，检出限为0.2μg·L-1. 董海涛等[41]将合成的CdTe量子点-铕复合纳米荧光粒子用于Cu2+的测定，实验发现，Cu2+可使BHHCT-Eu3+和CdTe量子点的荧光猝灭，但Cu2+对BHHCT-Eu3+的猝灭程度较小，纳米粒子中两种荧光物种荧光强度比值随Cu2+浓度呈良好的线性关系. 他们考察了各种金属离子对复合纳米粒子荧光强度的影响，发现除Ag+离子外，其他金属离子对纳米粒子的荧光影响均较小.2.1.2 测定药物含量张犁黎等[42]在碱性溶液中使用硫代乙酰胺制备CdS荧光纳米粒子. 该纳米粒子的荧光强度能被药物成分柳氮磺吡啶所猝灭，建立了一种高选择性测定柳氮磺吡啶的荧光分析新方法，检测下限达到0.1 mg·L-1. 此方法已用于对药物中柳氮磺吡啶的测定，方法甚佳. 董学芝等[43]于水相中合成了CdS量子点，基于左氧氟沙星对CdS与牛血清白蛋白复合物的荧光有明显的猝灭作用，建立了一种检测左氧氟沙星的方法. 结果表明，在左氧氟沙星浓度为0.2～20 mg·L-1时，左氧氟沙星-CdS-BSA体系的荧光猝灭程度与左氧氟沙星的浓度存在良好的线性关系，检出限为0.03 mg·L-1. 此方法已成功用于盐酸左氧氟沙星片剂和胶囊的测定，与传统方法相比，结果令人满意.2.2 量子点在生物、医药学领域中的应用2.2.1 荧光量子点探针的应用PAN[44]等用叶酸修饰可生物降解的聚丙交酯-维生素E琥珀酸酯(PLA-TPGS)纳米粒子，并将量子点包裹进该纳米粒子中，制备出一种新型荧光探针，该荧光探针具有靶向作用和降低细胞毒性的优点. 该荧光探针还可用于叶酸受体高表达的乳腺癌细胞MCF-7的成像，荧光强度较大. BALLOU等[45]将PEG包裹的QDs作为荧光探针通过尾静脉注入小鼠体内，间隔不同时间解剖后观察QDs在体内的荧光稳定性，结果表明PEG修饰后的QDs不仅具有水溶稳定性，可以有效降低探针在网状内皮系统的非特异性吸附，而目在肝脏、淋巴结和骨髓中至少可以保留1个月，同时可以增加QDs在循环中的半衰期，有助于实现QDs在活体内长时间实时动态示踪观察.2.2.2 荧光量子点在活体肿瘤细胞成像中的应用GAO等[46]采用聚乙二醇( PEG)包覆的QDs标记前列腺特异性膜抗原( PSMA) 的抗体，经小鼠尾部静脉注射，实现了对表达PSMA 前列腺癌细胞的靶向成像，探测了QDs 在动物体内的生物分布、非特异性摄取、细胞毒性等.TAKEDA等[47]成功制备了HER2抗体与CdSe量子点复合的产物，该产物可使活体原发性肿瘤成像. 实验结果表明，该复合物可靶向传递到表面表达HER2蛋白的乳腺癌细胞上，并提高荧光标记的特异性，可以很好的识别特定肿瘤细胞.2.3 量子点在指纹显现中的应用2000年，美国的 MENZEL 等[48-49]首次报道了CdS量子点用于易拉罐表面的指纹显现，开创了量子点作为新材料在指纹显现方面应用的先例. 随后，MENZEL 等[50]利用 PAMAM(聚酰胺-胺型树形分子)作为模板，通过树形分子的空间限阈效应来控制包裹在树形分子内的 CdS量子点的生长，合成的CdS/PAMAM聚合物用甲醇作为溶剂稀释后，成功地用于铝箔和聚乙烯样品上的潜指纹显现. 他们认为，CdS/PAMAM表面的氨基或羧基等官能团能与指纹残留物作用使CdS/PAMAM沉积到指纹纹线上，在紫外光照射下，通过CdS/PAMAM聚合物的荧光显现指纹. 熊海等[51]在有机相中合成了InP量子点，通过相转移、紫外光照复合等过程得到了巯基乙酸修饰的InP/ZnS量子点，其荧光发射波长从450 nm红移至575 nm，在紫外光照下可以清晰显现出指纹图像. 该方法可用于不同背景颜色的多种客体(如透明胶带、黑色塑料袋、锡纸等)表面指纹的鉴定.2.4 量子点在光电学元器件中的应用2008年，GUO等[52]采用热注入法制备出均一的六边形环状黄铜矿结构的CuInSe2，并采用成膜高温热硒化法，制备出结构为Mo/CuInSe2/CdS/ZnO/ITO的电池器件，能量转换效率为3.2%. 随后，GUO等[53]将制备的Cu(In1-xGax) S2纳米晶“墨水”制成薄膜后，采用加热硒化法，制备出Cu( In1-xGax) ( Se1-ySy)2薄膜，将该薄膜作为吸收层，得到能量转换效率为4.76%的太阳能器件. 除太阳能电池之外，纳米晶还可用在发光二极管和光探测器等器件中，ZHONG等[54]利用CuInSe2/ZnS纳米晶作发光层成功制备了红光和近红外发光的发光二极管. ZHANG等[55]利用红光量子点ZnCuInS/ZnS和蓝绿光有机物作为发光层制备了白光发光二极管.结语：量子点以独特的物理和化学特性而成为研究的热点，制备量子产率高、生物相溶性好的量子点和简单化的合成方法将成为量子点合成的发展趋势. 量子点在化学、生物、医药、材料等方面都得到了一定的应用，扩展量子点的应用范围也将成为量子点研究的一个重要方向.参考文献：[1] GAO Xiao Hu, YANG Lily, PETROS J A, et al. Invivo molecular and cellular imaging with quantum dots [J]. Curr Opiniotech, 2005, 16(1): 63-72.[2] MICHALET X, PINAUD F F, BENTOLILA L A, et al. Quantum dots for live cells in vivo imaging and diagnostics [J]. Science, 2005, 307(5709): 538-544.[3] HAHN M A, TABB J S, KRAUSS T D. Detection of single bacterial pathogens with semiconductor quantum dots [J]. Anal Chem, 2005, 77(15): 4861-4869.[4] HALPERIN W P. Quantum size effects in metal particles [J]. Rev Mod Phys, 1986, 58(3): 533-606.[5] NAKAMURA S, MUKAI T, SENOH M. Candela-class high-brightness InGaN/AlGaN double-heterostructure blue-light-emitting diodes [J]. Appl Phys Lett, 1994, 64(13): 1687-1689.[6] EYCHMÜLLER A. Stucture and photophysics of semiconductor nanocrystals [J]. 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CdS、CdSe纳米晶的制备及其性质研究
日 期：丝盟幺孕
第一章 绪 论 纳米微粒是指颗粒尺度为纳米级的超细微粒，它的尺度一般在 １ｎｍ～１００ｒｉｍ之间，是介于原子、分子和固体体相之间的一种物质状 态。由于纳米微粒的表面积大，且处于粒子表界面上的原子比例甚高 （一般可达到总原子数的一般左右），这就使它具有不寻常的表面效 应、界面效应和量子效应等，因而具有传统固体不具备的许多奇异的 物理和化学性质。可以广泛应用于制备发光二极管‘１，∞、非线性光材 料‘孙、传感材料‘们、太阳能电池‘扪、光催化剂‘６，ｎ、生物医学材料‘８，９’等。 纳米材料科学是－－ｆ－ｊ多学科交叉性强的科学，它几乎涉及物理学、化 学、材料学等学科的全部领域。由于其潜在的应用背景，使人们确信 纳米材料科学必将给二十一世纪的科学研究带来新的机遇和挑战。 近几十年来，在半导体材料科学中，人们对于纳米半导体材料的 研究给予了极大的重视００－２０’这主要是因为同传统的体相半导体材料 比较起来，纳米半导体材料具有某些特殊的性质。 １．１量子点的基本特性 当无机半导体微粒的尺寸降低到其相应的体材料的激子波尔直 径时，半导体微粒的电子能级由准连续能级转变为具有分子特性的离 散能级，同时导致禁带宽度增］ｊｎ（２心４１。这一基本物理性质的改变不仅 使半导体的光电性质产生了巨大的变化，同时也产生了体相材料所不 具备的奇特的物理现象。 （１）量子尺寸效应 当微粒尺寸下降到某一值时，由于电子的运 动在三维方向上同时受到限制，导致了电子态密度的改变，并且使电
ＤＴＧ—ＤＴＡ，ＸＰＳ，ＴＥＭ，ＵＶ－ｖｉｓ ａｎｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣｄＳ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ
量子点的制备实验报告
量子点的制备实验报告篇一：碳量子点的制备及性能表征“大学生创新性实验计划”立项申请表申请级别：□国家□北京市■学校项目名称：碳量子点的制备及性能表征负责人：所在学院：联系电话：电子邮件：填表时间： XX-10-26北京理工大学教务处制表大学生创新性实验计划注意事项1. 2. 3.填写申请级别时，将“□”替换为“■”，或手写打“√”；项目负责人应为本科生，鼓励跨年级、跨学科组成项目组；项目成员（含负责人）不超过5人,成员中至少有一名非四年级的学生，每名学生原则上不允许同时参加多个项目； 4.申报国家级、北京市级项目应明确指导教师，指导教师应具备中级以上职称,每位指导教师同时指导的项目原则上不能超过两项； 5.经费预算严格按照通知要求进行申请，最终以专家委员会批准的额度执行； 6.项目周期统一为一年。
负责人情况项目基本信息-1--2--3-篇二：量子点总结1．前言在最近的几十年里，量子点（QDs）即半导体纳米晶体（NCs）由于具有独特的电子和发光性质以及量子点在生物标记,发光二极管，激光和太阳能电池等领域的应用成为大家关注的焦点。
量子点尺寸大约为1-10 纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。
当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。
随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。
由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点”。
1998 年 , Alivisatos和 Nie 两个研究小组首次解决了量子点作为生物探针的生物相容性问题, 他们利用MPA 将量子点从氯仿转移到水溶液，标志着量子点的生物应用的时代的到来。
目前，量子点最引人瞩目的的应用领域之一就是在生物体系中做荧光探针。
与传统的有机染料相比，量子点具有无法比拟的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。
通过调节不同的尺寸，可以获得不同发射波长的量子点。
半导体量子点的合成、表征及其应用的研究
6.学位论文张培根半导体CdS量子点的制备及应用2007
本研究首先采用反胶束法制备了粒径均匀,分散性良好的CdS半导体荧光量子点。通过改善制备方法中的S源,使制备过程快速、易控并且具有良好的重现性。通过透射电子显微(TEM)技术和紫外-可见以及荧光光谱对所制备的CdS量子点进行了表征和研究。结果显示,实验制得的CdS半导体荧光量子点的粒径约为5~7nm,其紫外-可见和荧光光谱有明显的蓝移现象,表明所制得的CdS量子点具有量子尺寸效应。并且实验所制备的CdS具有优异的光学性能,可以作为荧光染料用于细胞生物学研究。
在细胞靶向染色实验中,选择表面表达有高水平的叶酸受体(Folate Receptor)的肿瘤细胞(HepG2)进行细胞靶向染色实验。通过对所设计的三组对比实验结果分析可知,实验所制备的叶酸受体靶向性功能化量子点具有实现生物靶向染色的功能,能够对HepG2细胞进行靶向标记。可以作为优异的染料用于细胞生物学研究。
无镉量子点制备技术及显示应用研究
无镉量子点制备技术及显示应用研究镉量子点（CdSe QDs）是一种新型的半导体纳米材料，具有优异的光学和电学性能，在显示技术中有着广泛的应用前景。
由于镉元素的毒性和环境污染问题，使得无镉量子点制备技术成为研究的热点。
无镉量子点有两种常用的制备方法，一种是在有机溶剂中合成无机盐溶液得到的有机/无机杂化量子点（Organic/Inorganic hybrid QDs），另一种是在水溶液中通过热分解法合成水溶性量子点（Water soluble QDs）。
有机/无机杂化量子点的制备过程一般包括下述步骤：在有机溶剂中溶解镉盐和硫化物前体溶液，然后通过控制反应条件（如温度、时间、物质浓度等）实现有机/无机杂化量子点的自组装。
这种方法制备的无机量子点具有较高的发光效率、较窄的发光谱带宽和较小的粒径分布，但其发光波长一般在可见光区域。
水溶性量子点的制备方法较为简单，常用的热分解法将有机溶液中的镉盐和硫化物前体加热反应，得到水溶性量子点。
这种方法制备的量子点具有良好的水溶性和较高的量子效率，可以在生物、医学等领域具有广泛的应用潜力。
无镉量子点在显示技术中有着重要的应用。
由于其自发光性能，在发光二极管（LED）和液晶显示器（LCD）等设备中可以作为发光体使用，具有节能、高亮度、长寿命等优点。
与传统的有机发光材料相比，无镉量子点具有发光波长可调性、色纯度高、内量子效率高等优势。
无镉量子点还可以用于增强显示屏的色域、提高显示效果，使得显示器具有更真实、更丰富的色彩表现力。
无镉量子点制备技术和显示应用仍面临一些挑战。
无镉量子点材料的制备过程相对复杂且较为昂贵，需要进一步提高制备效率和降低制备成本。
由于无镉量子点属于纳米材料，存在一定的稳定性和寿命问题，需要加强对其稳定性的研究和改进。
对无镉量子点的毒性和环境影响问题也需要进行全面的评估和研究。
无镉量子点制备技术及其在显示应用中的研究具有重要的意义。
未来的研究应该致力于开发更简便、高效、环保的制备方法，并探索其在显示技术以及其他领域的更广阔应用前景。
CdSe量子点的制备及其光学性质调控
CdSe量子点的制备及其光学性质调控CdSe量子点的制备及其光学性质调控近年来，随着纳米技术的快速发展和应用，CdSe量子点由于其独特的光学性质在能源转换、生物成像等领域展现出了巨大的应用潜力。
本文将着重介绍CdSe量子点的制备方法及其光学性质的调控方式。
首先，关于CdSe量子点的制备方法，目前主要有热分解法、微乳液法、光化学法等几种常见的方法。
其中，热分解法是最常用的制备方法之一。
通过在有机溶剂中加入Cd和Se的前驱物，再加热至高温，即可制备出CdSe量子点。
这种方法简单方便，但容易生成粒径分散较大的量子点。
微乳液法是一种较为优化的制备方法，通过微乳液的形式可以控制量子点的粒径分布。
将Cd和Se的前驱物溶解在两相微乳液中，通过有机相中表面活性剂的修饰作用，可以使Cd和Se的反应发生在微乳液中，生成CdSe量子点。
这种方法得到的量子点粒径分布窄，形貌较为均匀，具有较好的光学性质。
另外，光化学法也是一种常见的制备CdSe量子点的方法。
通过将光敏剂与Cd和Se的前驱物反应，可以在适当的条件下制备出CdSe量子点。
这种方法制备的量子点粒径大小可通过控制反应温度、光照强度等条件进行调控。
CdSe量子点的光学性质主要取决于其禁带宽度差异所导致的能带结构和表面态。
量子点的尺寸会对其禁带宽度产生影响，较小的量子点禁带宽度较大，光学性质较好。
因此，通过调控制备方法可以控制量子点的尺寸，从而调控其光学性质。
此外，CdSe量子点的光学性质还可以通过表面修饰和合成技术来调控。
通过表面修饰，如改变表面配体的种类、长度等可以调控量子点的荧光、吸收等性质。
同时，通过合成技术，如改变溶剂的极性、温度等条件，也可以调控量子点的光学性质。
总之，CdSe量子点的制备及其光学性质调控是一个非常热门的研究方向。
通过选择合适的制备方法以及控制合成条件，可以制备出具有优异光学性质的CdSe量子点。
未来，随着研究的不断深入，我们相信CdSe量子点在能源转换、生物成像等领域的应用将会变得更加广泛综上所述，CdSe量子点具有较窄的粒径分布和均匀的形貌，具备优异的光学性质。
PMMA基底CdSe量子点光纤材料的制备及其光谱
第31卷 第3期光 学 学 报V ol.31,N o.32011年3月ACTA OPTICA SINICAMarch,2011PMMA 基底CdSe 量子点光纤材料的制备及其光谱程 成 王孙德*马德伟(浙江工业大学激光与光电子技术研究所,浙江杭州310023)摘要 塑料光纤在成本、光纤到户和短距离通信等方面与石英光纤相比具有优越性。
在塑料光纤基底中掺入某些光放大介质(如量子点),可以制备出塑料光纤放大器。
目前,对于量子点掺杂的塑料光纤材料的光学性能的研究还很少。
报导了一种以聚甲基丙烯酸甲酯(P M M A )为基底的CdSe 量子点光纤材料CdSe/PM M A 。
紫外 可见 近红外吸收谱以及荧光辐射谱测量表明,制备的CdSe 量子点的尺寸单分散性较好,CdSe/P M M A 的发射峰比CdSe 的发射峰宽,其半峰全宽加宽了约10nm 。
在波长为473nm 的激光持续照射下,CdSe/P M M A 的荧光辐射强度不断增强,约12h 后发光强度趋稳,峰值强度增加约1倍,同时,荧光峰值波长出现蓝移,约25nm,没有回复现象。
由于CdSe/P M M A 具有强荧光辐射和宽光谱的特点,因此有可能是一种较为理想的宽光谱光纤基底材料。
关键词 材料;纤芯基底材料;CdSe 量子点;聚甲基丙烯酸甲酯;荧光增强;蓝移中图分类号 T N 244 文献标识码 A doi :10.3788/AOS 201131.0316002Pre paration and Spectra of CdSe Quantum Dot DopedPMMA Fiber MaterialsCheng Cheng Wang Sunde Ma Dewei(In st itut e of La ser a n d Optoelect r onic T echn ology ,Zhejian g Univ er sit y of T echn ology ,Ha n gzhou ,Z hejia ng 310023,Chin a )Abstract Plastic fiber ha s advantages over the c onventional quartz fiber on respect of cost,fiber to the home a pplication and short distance c omm unications.The plastic fiber am plifier c an be got ten by doping the optical gain m edia such as quantum dots (Q D)into plastic fiber.However,there is few study reported on t he Q D doped plastic fiber.CdSe QD doped PMMA fiber materia l (CdSe/PMMA)is prepared.The UV vis near infrared spectrum shows a narrow size distribution of the CdSe Q D in the CdSe/PMMA.The photoluminescenc e (PL )spectrum of the CdSe/PMMA is widen (about 10nm )c ompared with the plain CdSe QD.Irradiated by a 473nm laser for about 12h,the PL peak intensity of the CdSe/PMMA is enhanced (about 1time),and t he peak wavelength shows a blue shift with 25nm.Obtained results suggest that the CdSe/PMMA m ay be available fiber materials used as broadband amplifiers in the future.Key wo rds materials;fiber core materials;CdSe qua ntum dot;PMMA;fluorescenc e enhanc ement;blue shift OCIS co des 160.2290;160.4670;140.3280;140.3510收稿日期:2010 06 10;收到修改稿日期:2010 07 14基金项目:国家自然科学基金(60777023)和浙江省自然科学基金(Z407371)资助课题。
CdS／CdSe核壳结构半导体纳米晶结构及光谱特性
1实 验
1.1 CdSe/CdS C/S NCs 的制备 实验所用原料包括：中国医药集团上海化学试
剂公司产化学纯巯基乙酸、分析纯丙酮、化学纯 NH3·H2O、分析纯 NaBH4(质量含量为 96%)；上海 奉贤路口精细化工厂产化学纯 CdCl2·2.5H2O；上海 南汇去宣治化工厂产分析纯 Na2S·9H2O；上海金山 区兴塔美兴化工厂产化学纯单质硒。实验用水为去 离子水。
用于物相分析的 CdSe，CdS 和 CdSe/CdS C/S NCs 的基本工艺参数为 n(Cd):n(Se)=2:1，n(Cd):n(S)= 4:1，n(CdS):n(CdSe)=1:1。用于荧光性能分析的各 样品原料组成和工艺变化见表 1。
表 1 用于荧光分析的 CdSe/CdS C/S NCs 制备中所用各前 驱体溶液的物质组成
CdSe 的制备采用文献[16]报道的方法。室温下
分别将 CdCl2·2.5H2O 和 Na2S·9H2O 溶于去离子水配 制成含 5 mmol/L Cd 以及 S 的前驱体溶液。将它们 同时缓慢注入 CdSe 溶液中，磁力搅拌，并在氩气 保护和 100 ℃水浴的条件下冷凝回流 30 min 得到 CdSe/ CdS C/S NCs 的水溶液。用丙酮将 CdSe/CdS C/S NCs 从溶液中沉淀分离并用丙酮及去离子水各 洗涤数次，最终溶于去离子水得到 CdSe/CdS C/S NCs 水溶液。
能而成为研究热点。然而，这些单一半导体纳米晶 具有高比表面积，且未经修饰的表面存在大量缺陷， 使其禁带中出现大量的缺陷能级，降低了它的荧光 性能，成为制约其发展的技术瓶颈之一。
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基于CdSe量子点复合体系的制备、表征及光谱学性能研究
随着科学技术的发展，材料复合化已成为一个重要趋势，通过溶胶-凝胶法将稀土离子、纳米晶体和有机荧光染料固相化，制备出具有优越性能的新型复合光功能材料以满足人们对材料的特殊要求已成为研究热点。
本文选择绿色化学合成方法，采用无毒、易处理的CdO和Se粉末为Cd和Se的前驱体，在280℃的油酸、十二烷基膦酸、三辛基膦体系中快速的合成出了一系列不同粒径的油溶性CdSe量子点。
利用紫外-可见吸收光谱监测其生长动力学过程，发射光谱监测其生长过程中发射峰红移，其光致发光从浅绿色到深绿色依次变化。
结果表明所合成的不同粒径的油溶性CdSe量子点的尺寸分布较窄且单分散性良好，荧光量子产率为
10-22%。
油溶性CdSe量子点转化为水溶性CdSe量子点，红外光谱表征CdSe量子点表面巯基成功取代。
利用紫外-可见吸收光谱和激发光谱表征，水溶性CdSe量子点也一样的单分散性良好，但其荧光量子产率下降为5%。
随后制备不同浓度稀土铕离子(Eu3+)/CdSe量子点和罗丹明B(RhB)/CdSe量子点复合溶液，利用紫外-可见吸收光谱和发射光谱研究其光谱学性能。
结果表明Eu3+/CdSe量子点复合溶液存在能量转移，而在RhB/CdSe量子点复合溶液中能量转移不明显，由于其间电子转移导致CdSe量子点削弱了RhB/CdSe量子点复合溶液的发光。
最后以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为硅源，采用溶胶-凝胶法成功制备出了不同浓度Eu3+/CdSe量子点和RhB/CdSe 量子点掺杂复合SiO2凝胶玻璃，X射线衍射和红外光谱分析结果表明其组成大
部分为非晶态SiO2。
利用紫外-可见吸收光谱、激发光谱和发射光谱研究了两类复合SiO2凝胶玻璃的光学谱性能。
结果表明复合SiO2凝胶玻璃基质的发光随着掺杂量的增加而削弱，在
Eu3+/CdSe量子点掺杂复合SiO2凝胶玻璃中Eu3+、CdSe量子点和复合SiO2基质之间存在能量转移现象，在RhB/CdSe量子点掺杂复合SiO2凝胶玻璃中掺杂CdSe量子点削弱了RhB和复合SiO2凝胶玻璃基质的发光。