量子点合成方法总结(2018)
量子点的制备方法
量子点的制备方法综述及展望来源: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。
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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。
窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。
由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。
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量子点集中以上诸多优点是十分难得的，因此这就要求我们制备出宽吸收带，窄且对称的发射峰，高的量子产率稳定和良好生物兼容性的稳定量子点。
现在用作荧光探针的量子点主要有单核量子点（CdSe，CdTe，CdS）和核壳式量子点（CdSe/ZnS[39], CdSe/ZnSe[40]）。
量子点的制备方法主要分为在水相体系中合成和在有机相体系中合成。
本文主要以制备量子点的结构及合成方法为主线分为两部分：第一部分综述了近十几年量子点在有机相中的制备方法的演变历程，重点包括前体的选择，操作条件和合成量子点结构。
量子点的合成方法与展望
量子点的合成方法与展望半导体纳米颗粒的尺寸小于或接近体相材料的激子玻尔半径时被称为量子点（QDs）。
量子点的电子在各个方向上的运动都会受到限制，其电子能级也不连续，即量子限域效应。
量子点以其优异的物理、化学以及生物特性已成为广大科研人员研究的热点。
不同合成方法制备的量子点其特性也不同，导致其在不同领域的应用。
文章介绍量子点的两种主要合成方法及其改进过程。
标签：量子点；有机合成；水相合成；荧光量子产率1 概述量子点是一种三个维度的尺寸都小于或接近物质体相的激子玻尔半径的准零维纳米材料，由于其内部电子在各方向上的运动都受到限制，所以量子限域效应特别显著[1]。
量子点在光学领域应用优势之一是因为其本身有着很高的消光系数，作为一种零维度的材料，量子点的态密度比体材料要高得多[2，5，7]。
当半导体纳米微晶的尺寸与体相的激子玻尔半径在同一量级时，其线性和非线性光学性质会表现出许多新异的物理和化学特性。
量子点优异的光学性质主要体现在它不仅具有优良的稳定性、激发光谱宽且呈连续分布，还因其具有较大的斯托克斯位移值，使得避免激发光谱与发射光谱重叠，可以帮助更容易地区分和识别光谱。
通过研究强光与量子点的相互作用，可以获得相关物质的成分、微观结构、电子状态及跃迁的动力学过程等重要信息，这些信息在不同程度上反映出物质在光学、化学、生物学等方面的性质[4，5]。
2 量子点的合成方法量子点的制备主要分为通过超微细加工技术减小固体尺寸和通过化学反应控制合成新的小维度分子。
超微细加工量子点多涉及研磨、腐蚀、刻蚀等技术。
按照所用溶剂的不同，目前量子点的合成方法分为有机合成和水相合成，前者具有较高的荧光量子产率、较好的分散性和稳定性，后者具有操作简单，试剂无毒等优异性。
究其不足，有机合成方法制备量子点存在实验成本高、合成试剂毒性强，实验操作安全性差等特点。
而水相合成方法制备量子点，其发光性能较差，且量子点的荧光量子产率低。
2.1 量子点的有机合成有机合成方法制备量子点主要采用有机金属法，即在高沸点的有机溶剂中通过前驱体热解使前驱体在高温下迅速热解成核，再由晶核缓慢生长成为量子点[10-12]。
合成碳量子点方法总结
合成碳量子点方法总结合成碳量子点是一种利用碳材料制备纳米颗粒的技术，具有光学、电学、热学等多种优异特性。
其在光电子、催化、生物医药等领域具有广阔的应用前景。
目前已经发展出多种合成碳量子点的方法，下面对其中几种方法进行总结。
碳量子点的合成方法可以分为两类，一类是底物法，另一类是液相合成法。
底物法主要是通过热解和氧化石墨烯等碳材料来制备碳量子点。
其中，热解法是将碳材料放在高温下进行热处理产生碳量子点。
这种方法简单易行，但是由于反应条件不易控制，所得碳量子点的尺寸和分布较难精确控制。
氧化石墨烯法是将氧化剂与石墨烯反应生成氧化石墨烯，再通过还原反应制备碳量子点。
这种方法可以得到较为均匀的尺寸和分布的碳量子点。
液相合成法是一种适用于大规模合成碳量子点的方法。
其中，湿化学合成法是最常用的方法之一、它包括水煮法、微波法、气相燃烧法等。
水煮法是将碳材料与溶液混合，然后加热至沸腾，通过氧化还原反应将碳材料转化为碳量子点。
微波法是利用微波加热的方法来合成碳量子点，具有快速和高效的特点。
气相燃烧法是将化学气相沉积反应与燃烧反应结合起来，通过燃烧碳材料生成碳量子点。
这些方法可以得到具有较高量子产率和较小尺寸分散的碳量子点。
此外，还有其他一些特殊的合成方法，如激光刻蚀、电子束曝光、荧光物质表明和生物合成等。
激光刻蚀是利用激光通过光化学反应将碳材料刻蚀成碳量子点。
电子束曝光是使用电子束加工技术来制备碳量子点。
荧光物质表明法是通过将荧光物质与碳材料反应生成碳量子点。
生物合成方法是利用生物体或生物酶来合成碳量子点。
这些方法都具有不同的优缺点，可以根据不同的应用需求进行选择。
综上所述，合成碳量子点的方法众多，每种方法都有其特点和适用性。
未来的研究重点将是通过改进合成方法来精确控制碳量子点的大小、结构和性质，以提高其在光电子、催化和生物医药领域的应用能力。
量子点材料的制备及应用
量子点材料的制备及应用量子点材料是一种新兴的材料，它具有独特的电学、光学、磁学性质，吸引了越来越多的研究者的关注。
在这篇文章中，我们将介绍量子点材料的制备及应用方面的进展和前景。
一、量子点材料的制备方法目前，量子点材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、热解法、微乳液法、溶剂热合成法、气相法等多种。
其中，最为常用的是溶胶-凝胶法和热解法。
溶胶-凝胶法是将一定量的前驱体在特定条件下溶解于溶剂中，加入适量的稳定剂，通过加热固化成为凝胶，最终经过退火、焙烧等处理，形成具有量子限制效应的粒子。
溶胶-凝胶法具有简单、操作方便、成本低等优点，可以制备出尺寸小、分布窄的纳米颗粒。
热解法是利用金属有机化合物的热分解产生金属纳米颗粒，也是制备量子点材料的常用方法之一。
热解法具有快速、简便、易于操作等优点，可以制备高质量、单分散性好的量子点材料。
二、量子点材料的应用领域1. 光电领域量子点材料因其自身独特的发光性能，被广泛应用于光电器件。
例如，用量子点取代现有的荧光物质可制造出更高效、更稳定的LED光源，同时具有更广泛的波长范围和更好的色度性能。
此外，量子点太阳能电池已经被证明具有高效转换率、长寿命等特点，被认为是下一代光伏技术的有力竞争者。
2. 生物领域量子点材料还可以作为生物传感器、药物运输和成像等方面的新型材料。
量子点荧光标记物可以用于研究生物分子和细胞的活动过程，同时可用于药物分子的跟踪和监测。
此外，量子点材料能够搭载药物，并通过靶向控制释放药物，以提高治疗效果，现在已经有多项研究向临床应用过渡。
3. 能源领域量子点材料在能源转换中也具有广泛的应用前景。
如利用量子点太阳能电池可制备出高效的光电性能的太阳能电池，其中的量子点能分离电荷，从而提高太阳能转换效率。
此外，利用量子点制备新型的催化剂，例如将金属量子点与碳材料复合，可以增强催化剂的稳定性和催化性能。
三、量子点材料的发展前景尽管量子点材料在各个领域的应用尚未完全成熟，但其具有的独特性能和多种应用前景令人充满期待。
量子点自上而下制备
量子点自上而下制备量子点是一种微小的半导体结构，具有独特的光学和电学性质。
它们通常由原子级别的材料制成，如锌硫化物或铜铟镓硫化物。
这些材料具有特殊的电子能带结构，可以限制电子在三个维度上的运动。
量子点的尺寸通常在1到10纳米之间，因此它们被称为“量子”，因为它们的尺寸与电子的波长相当。
制备量子点的方法有许多种，其中一种常用的方法是自上而下的制备方法。
这种方法是通过对大块材料进行化学或物理处理，来刻蚀、结晶或生长出量子点结构。
这种方法的优点是制备过程相对简单，可以控制量子点的尺寸和形状，并且可以大规模生产。
需要选择适合制备量子点的基础材料。
常用的基础材料包括金属和半导体材料，例如铜、银、锌等。
这些材料具有良好的电子传输性能和光学性能，适合用于制备量子点。
接下来，需要选择适当的制备方法。
自上而下的制备方法有很多种，例如溶液法、气相沉积法和物理剥离法等。
根据不同的材料和需求，选择合适的方法进行制备。
在制备过程中，需要控制一些关键参数，例如反应温度、反应时间和反应物浓度等。
这些参数的调控可以影响量子点的尺寸和形状。
通过调整这些参数，可以实现对量子点的精确控制。
制备完成后，需要对量子点进行表征和分析。
常用的表征方法包括透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等。
这些方法可以帮助确定量子点的尺寸、形状和晶体结构。
量子点的制备过程需要一定的技术和经验，但随着科技的进步和研究的深入，制备方法变得越来越成熟和可靠。
这为量子点的应用提供了坚实的基础，例如光电子器件、生物成像和太阳能电池等领域。
自上而下的制备方法是制备量子点的一种有效途径。
通过选择适当的基础材料和制备方法，并控制关键参数，可以实现对量子点的精确控制和大规模制备。
这为量子点在各个领域的应用提供了良好的基础，并为人类带来了更多的科技创新和发展。
如何制备高性能量子点材料
如何制备高性能量子点材料量子点是一种纳米级别的半导体材料，具有独特的光电性质和量子效应。
近年来，随着纳米科技的不断发展，人们对量子点材料的研究越来越深入。
制备高性能量子点材料是实现量子技术应用的关键，本文将介绍几种常见的制备方法及其优缺点。
一、溶液法制备溶液法是制备量子点材料最常用的方法之一。
该方法通过将金属离子或半导体离子溶解在溶剂中，然后加入表面活性剂和还原剂，通过控制溶液的温度和反应时间来控制量子点的尺寸和形貌。
优点：溶液法制备相对简单，所需的设备较少，可以制备多种不同材料的量子点。
缺点：溶液法制备的量子点尺寸分布较宽，其表面活性剂会影响量子点的电荷传输性能，不利于提高量子点的量子效率。
二、热分解法制备热分解法是另一种常见的量子点制备方法，它通过控制金属有机络合物在高温下的分解和聚合过程来制备量子点。
优点：热分解法制备的量子点尺寸分布较窄，形貌规整，光电性能较好。
缺点：热分解法所需的高温和惰性气氛环境条件较为苛刻，导致制备过程复杂，设备要求较高。
三、气相沉积法制备气相沉积法是一种基于气体阴极放电的技术，通过利用气体分子的能级跃迁来实现半导体材料的沉积。
优点：气相沉积法制备的量子点尺寸分布窄，可以得到高纯度的量子点材料。
缺点：气相沉积法的设备复杂，对于制备材料的成本较高。
四、离子交换法制备离子交换法是一种通过控制离子交换的反应来制备量子点的方法。
该方法中，金属或半导体离子通过离子交换的方式替换掉固体基质中的某些离子，并形成量子点。
优点：离子交换法可以制备单晶量子点，晶体结构完整，光电性能良好。
缺点：离子交换法对于材料基质的选择较为严格，制备过程复杂，需要较长的反应时间。
总结起来，制备高性能量子点材料是一项复杂而精细的工作。
不同的制备方法具有各自的优缺点，选择合适的制备方法需要根据具体需求和实际条件加以考虑。
未来，随着纳米科技的进一步发展，相信我们能够通过不断探索和创新，实现更高性能的量子点材料的制备。
石墨烯量子点的制备
石墨烯量子点的制备何亚萍【摘要】主要通过水热法合成了石墨烯量子点,并对合成的石墨烯量子点进行了相关表征.具体的合成步骤为:(1)采用 Hummers方法合成氧化石墨烯;(2)硼氢化钠和柠檬酸钠还原氧化石墨烯;(3)以浓硫酸与浓硝酸预氧化石墨烯;(4)膨化处理;(5)水热处理;(6)透析处理,得到石墨烯量子点.表征主要包括紫外光谱,荧光光谱表征,还有电化学和电致发光分析表征.结果表明,所合成的石墨烯量子点具有良好的紫外和荧光响应信号和稳定的化学发光信号.%In this paper,graphene quantum dots were synthesized by hydrothermal method,and the synthesized ones were also characterized.Prepared process was in details as following sixsteps:(1)preparing graphene ox-ide by employing the improved Hummers method;(2)reducing graphene oxide by sodium borohydride and sodi-umcitrate;(3)preoxidizing grapheme with sulfuric andnitricacid;(4)expanding treatment;(5)treating the above product by hydrothermal method;(6)dialyzing the solution for seven days to obtain the graphene quan-tum dots.Ultraviolet spectrum,fluorescence spectral,as well as the electrochemical and electroluminescent analysis was employed to character the final product.The result showed that the synthesized graphene quantum dots had good ultraviolet and fluorescence response signals and stability of the cheniluminescence.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2018(049)004【总页数】5页(P4203-4206,4212)【关键词】水热法;石墨烯量子点;光电行为研究【作者】何亚萍【作者单位】西安文理学院化学工程学院,西安710065【正文语种】中文【中图分类】O657.30 引言碳元素以单质或化合物广泛存在于宇宙和地球上，成为地球上一切生物有机体的骨架元素。
量子点的制备方法
量子点的制备方法量子点的物理、化学、物理化学制备方法Q：简述制备量子点的主要物理方法、化学方法和物理化学方法A：量子点是指半径小于或接近于激子玻尔半径的半导体纳米晶粒，量子点发射荧光的可调节性强，通过改变粒子半径的大小可获得从紫外到近红外范围内任意点的光谱。
（一）物理法1、金属蒸发法气相蒸发法制备超微金属粉末的过程中，粉末的形成要经过三个阶段，即金属蒸发产生蒸气阶段、金属蒸气在惰性气体中扩散并凝聚形核阶段和晶核长大阶段。
在蒸发过程中金属蒸气离开蒸发液面后迅速冷却，达到过饱和状态，发生均匀形核，晶核尺寸一般在1nm以下，形成的超微粒子在5nm左右。
2、AFM操纵法原子力显微镜的出现无疑为纳米科技的发展起到了推动作用。
以原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜是利用一种小探针在样品表面上扫描，从而提供高放大倍率观察的一系列显微镜的总称。
原子力显微镜扫描能提供各种类型样品的表面状态信息。
与常规显微镜比较，原子力显微镜的优点是在大气条件下，以高倍率观察样品表面，可用于几乎所有样品（对表面光洁度有一定要求），而不需要进行其他制样处理，就可以得到样品表面的三维形貌图象。
并可对扫描所得的三维形貌图象进行粗糙度计算、厚度、步宽、方框图或颗粒度分析。
3、模板法根据模板性质的不同，又分为软模板法和硬模板法。
其中，软模板法，又称量子点的物理、化学、物理化学制备方法为表面活性剂模板法，即以预先未形成所需结构的有机分子为模板来制备材料；而硬模板法，又称为浇铸法，是以预先已经具有所需结构的固体物质为模板来制备所需要的材料。
30（二）化学法1、沉淀法沉淀法是指在溶液中加入沉淀剂形成过饱和态，生成新相的核（即成核），随后新相从核成长成粒子，最终生成一定尺度的沉淀物的方法。
沉淀法分为直接沉淀法、共沉淀法和均匀沉淀法。
根据量子点的定义，量子点的尺寸约为几纳米到几十纳米，对于尺寸要求较高。
直接沉淀法反应速度快，难以控制产物颗粒的尺寸。
共沉淀法的反应条件过于苛刻，需要选择溶度积差别不大的沉淀剂和性能相似的金属离子，才能避免分布沉淀，产物成分大小不均。
合成碳量子点方法总结
复合薄膜 Angew. Chem. 2015, 127, 5450 –5453 IF：11.994
在K2S2O8溶液中电化学剥离石墨 碳源：石墨 荧光颜色：红色 尺寸：~3 nm
Chem. Commun., 2015, 51, 2544--2546
碳源：柠檬酸 荧光颜色：蓝色 尺寸：~0.9 nm QY：47% 掺杂硅元素
Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1027–1031
ACS Nano 2016, 10, 484−491 IF：13.942
碳源：对苯二胺 荧光颜色：各种 尺寸：~2.6 nm QY：24% 层析分离
1.1 Bottom up methods
Bottom up methods involve the conversion of smaller particles into C-dots of desired size range. E.g. • Microwave assisted pyrolysis • Hydrothermal methods • Thermal / combustion • Solvothermal methods ,ect.
碳源：鸡蛋壳 荧光颜色：蓝色 尺寸：~5 nm lex/lem: 365/450 nm QY：14% 线性范围：0.5~80 μmol L—1 检测限：0.48 μmol L—1
Q. Wang, X. Liu, L. Zhang, Y. Lv, Microwave-assisted synthesis of carbon nanodots through an eggshell membrane and their fluorescent application. Analyst 137, 5392-5397 (2012).
合成碳量子点方法总结 ppt课件
Chem. 2C0o20m/1m2/2u7n., 2015, 51, 2544--2546
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L. Li e2t0a20l/.1,2J/o27urnal of Materials Chemistry B 5, 7328-7334 (2017).
碳源：菠菜 荧光颜色：红色 尺寸：3~11 nm lex/lem: 440/680 nm QY：15.34%19
碳源：鸡蛋壳 荧光颜色：蓝色 尺寸：~5 nm lex/lem: 365/450 nm QY：14% 线性范围：0.5~80 μmol L—1 检测限：0.48 μmol L—1
Q. Wang, X. Liu, L. Zhang, Y. Lv, Microwave-assisted synthesis of carbon nanodots through an eggshell membrane and their
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碳源：柠檬酸 荧光颜色：蓝色 尺寸：~0.9 nm QY：47% 掺杂硅元素
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Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1027–1031
ACS2N02a0/n12o/227016, 10, 484−491 IF：13.942
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碳源：对苯二胺 荧光颜色：各种 尺寸：~2.6 nm QY：24% 层析分离
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2.2 Carbon sources
化学物质
•葡萄糖、蔗糖、丙三醇、柠檬酸……
绿色来源的前体化合物
•菠菜（2017） •草莓汁（2013）、蛋壳（2012）、樟脑（2014）、 康乃馨（2016）、猪肉（2018）、苹果汁 （2015）、甘蔗汁（2014）、心里美（2016）、 燕麦（2015） •圣罗勒叶（2017）
量子点的制备及其在分析中的应用
与传统的荧光探针相比，量 子点的激发光谱宽，且连续分 布，即不同大小的纳米晶体能 被单一波长的光激发而发出不 同颜色的光，而发射光谱成对 称分布且宽度窄，并且光化学 稳定性高，不易光解 。 量子点作为一种荧光探针在 生物标记及诊断领域有着广泛 的应用前景。
(Nature Biotechnology , 2001)
在细胞成像分析中,理想的探针必须能够与感兴趣 的细胞发生特异性的结合 (1)探针必须具有足够的稳定性. (2)探针必须具有水溶性. (3)探针低毒或无毒,且不损伤细胞. (4)探针必须具有足够强的荧光以便能满足单细胞中单分 子的研究.
CdTe用于小鼠 L929 细胞的成像
活体成像
量子点用于活体方面的研 究将不同的CdSe/ZnS核-壳 型量子点表面用不同的多 肽修饰后,注射到老鼠体内, 对活体切片后进行分析. 结果发现:不同多肽修饰 的量子点可特异性的结合 到正常或发生肿瘤老鼠的 肺部脉管系统。
满足了对生物高分子（蛋白 质、DNA）所蕴含海量信息 进行分析的要求：将聚合物 和量子点结合形成聚合物微 珠，微珠可以携带不同尺寸 （颜色）的量子点，被照射 后开始发光，经棱镜折射后 传出，形成几种指定密度谱 线（条形码），这种条形码 在基因芯片和蛋白质芯片技 术中有光明的应用前景
细胞标记（细胞成像）
免疫分析
利用抗原和抗体的特异性识别，再通过不同的 量子点进行标记进行分析
利用竞争性免疫反应，利用荧光共振能量转移的 方法进行间接分析
酶活性分析
将一多肽片断连接到量子点上，肽链另一端连接荧光 染料分子，从而发生从量子点到染料分子之间的荧光能量 转移，外加水解酶可切断特定的肽键，连有染料分子的片 断掉下来，能量转移中止，这样可用于酶活性的分析
量子点的合成及表面修饰
量子点的表面修饰
配体交换：
配体交换实例：Lucia Mattera., et al. Nanoscale, 2016, 8, 11275–11283.
QD-LED应用前景
量子点可调节的发射波长范围广，量子产率高，半峰宽较窄，具有很 好的色纯度；量子点合成简便，光散射损失小；使得量子点在LED显示中 有着很好的应用前景。
量子点的合成方法
水热法、溶剂热法：
溶剂热/水热法是以溶剂/水为介质的在 较低温度和较高压力下合成材料的方法。 2005年，李亚栋课题组在 Nature上报 道了一种合成纳米晶的通用方法：
依次将一定量水相（溶解有水溶性的反
应物，如 Cd2+ 、 S2- 等）和乙醇的混合液、 亚油酸钠以及乙醇和亚油酸的混合液加入水
量子点基本简介
量子点的结构类型：
根据核壳半导体的导带和价带之间相对能量的高低, 核/壳结构可 分为Type-I和Type-II两种类型。
量子点的合成方法
量子点吸收光谱特征以及发射光谱的发射峰位置、强度、半高峰宽、 荧光效率和摩尔吸光系数均与量子点的组成、粒径和尺寸分布密切相关。
量子点合成
外延技术法
量子点的表面修饰
覆盖两亲分子层：
覆盖两亲分子层实例：Robin E. Anderson., et al. ACS Nano 2008，2, 1341−1352.
量子点的表面修饰
覆盖两亲分子层：
覆盖两亲分子层实例：C. Geidel., et al. Small 2011，7, 2929−2934.
与反相微乳法类似，正相微乳法中一般也包含水相、油相和表面活性剂， 与反相微乳法不同的是，正相微乳法中的水相是大量的，形成的是水包油 （O/W），并且反应常常发生在油水界面。 由于一般的无机盐前驱体在水中的溶解度都比较高，所以正相微乳法可以 获得较大量的产物。 虽然表面上看起来正相微乳法和反相微乳法的操作是“类似”的，然而反 应机理却不同。
量子点合成方法总结(2018年)
Hydrosols. Journal of the American Chemical Society 1950, 72 (11), 4847-4854. （LaMer成核-生长模
得到球形闪锌矿CdSe量子点。改变合成温度，最终产物的形貌将得到
调控，如上图所示。
第十页，共14页。
10
2.3.溶剂热/水热法
简单说，溶剂热/水热法是以溶剂/水为介质的在较低 温度和较高压力下合成材料的方法。
2005年，李亚栋课题组在Nature上报道了一种合成纳 米晶的通用方法——LSS法。
LSS的合成操作很简单，就是依次将一定量水相（溶 解 有 水 溶 性 的 反 应 物 ， 如 Cd2+ 、 S2- 等 ） 和 乙 醇 的 混 合 液 （两者为solution，S相）、亚油酸钠（solid，S相）以及 乙醇和亚油酸的混合液（liquid，L相）加入水热釜， 搅拌后在一定温度下水热反应一定时间，就可以得到 产物。
具体操作 在烧杯A、B中分别加入500 mL己烷（油相）和44.4 g
琥珀辛酯磺酸钠（AOT，表面活性剂），搅拌混合均匀。 在A中加入12 mL含有2.34 g Cd(ClO4)2· 6H2O的水溶
液（Cd源，水相）形成透明澄清液。 在B中加入12 mL含有0.36 g Na2S· 9H2O的水溶液（S源，
9. Xie, Y.; Qian, Y.; Wang, W.; Zhang, S.; Zhang, Y., A Benzene-Thermal Synthetic Route to Nanocrystalline
量子点自上而下制备
量子点自上而下制备量子点是一种微小的半导体纳米颗粒，具有特殊的电子结构和光学性质。
在量子点自上而下制备的过程中，我们通过精确控制材料的生长条件和工艺参数，以及使用先进的纳米加工技术，实现了对量子点的精确控制和定制。
我们需要选择合适的半导体材料作为量子点的基底。
常用的半导体材料有硒化镉、硒化铅等。
这些材料具有优良的电子和光学性质，能够有效地嵌入量子点中，实现对电子和光子的精确控制。
接下来，我们需要选择合适的生长方法来制备量子点。
目前常用的方法有溶液法、气相法和分子束外延法等。
其中，溶液法是一种简单且成本较低的制备方法，可以在常规的实验室条件下进行。
气相法和分子束外延法则需要更高级的设备和技术支持，但能够实现更高质量的量子点制备。
在生长过程中，我们需要控制生长温度、生长时间和生长条件等参数，以实现对量子点尺寸和结构的精确控制。
通过调节这些参数，我们可以制备出具有不同尺寸和形状的量子点，从而实现对其光学和电子性质的调控。
一旦量子点生长完成，我们可以利用各种表征技术对其进行表征和分析。
常用的表征方法包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜和荧光光谱等。
这些技术能够帮助我们了解量子点的形貌、尺寸分布和光学性质等重要信息。
我们可以利用制备好的量子点来应用于各种领域。
例如，在光电子学领域，量子点可以用于制备高性能的光电器件，如LED和太阳能电池等。
在生物医学领域，量子点可以作为荧光探针用于生物成像和药物传递等应用。
此外，量子点还可以应用于量子计算和量子通信等领域，具有广阔的应用前景。
量子点的自上而下制备是一项复杂而精细的技术，通过精确控制生长条件和工艺参数，我们可以实现对量子点的精确控制和定制。
这种制备方法不仅为我们研究量子点的性质提供了有力的工具，也为各种应用领域带来了新的机遇和挑战。
我们相信，在不久的将来，量子点将在各个领域展现出更大的潜力和价值。
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（LaMer机理）
Murray, C. B., et al. J. Am. Chem. Soc., 1993, 115 (19): 8706-8715.
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2.2.非注射法
热注射法是合成高质量单分散量子点 的有效方法，然而可用的前驱体有限、剧 毒，暴露了热注射法的缺点。后来研究人 员不断努力，发展出不需要剧毒前驱体的 非热注射法。以李亚栋老师课题组2009 的JACS为例，简单介绍一下该方法。
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LSS法机理：
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参考文献(1/2)：
1.Kwon, S. G.; Hyeon, T., Formation Mechanisms of Uniform Nanocrystals via Hot-Injection and Heat-Up Methods. Small 2011, 7 (19), 2685-2702.
6.Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G., Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites. Journal of the American Chemical Society 1993, 115 (19), 8706-8715. （热注射法合成CdSe量子点）
3.Colvin, V. L.; Goldstein, A. N.; Alivisatos, A. P., Semiconductor nanocrystals covalently bound to metal surfaces with self-assembled monolayers. Journal of the American Chemical Society 1992, 114 (13), 5221-5230. （反相微乳法合成CdS量子点）
10.Wang, X.; Zhuang, J.; Peng, Q.; Li, Y., A general strategy for nanocrystal synthesis. Nature 2005, 437 (7055), 121-124. （LSS法合成量子点机理）
11.(a) Zhuang, Z.; Peng, Q.; Li, Y., Controlled synthesis of semiconductor nanostructures in the liquid phase. Chemical Society reviews 2011, 40 (11), 5492-5513; (b) Xia, Y.; Xiong, Y.; Lim, B.; Skrabalak, S. E., Shape-controlled synthesis of metal nanocrystals: simple chemistry meets complex physics? Angewandte Chemie 2009, 48 (1), 60-103; (c) Yin, Y.; Alivisatos, A. P., Colloidal nanocrystal synthesis and the organic-inorganic interface. Nature 2005, 437 (7059), 664-70; (d) Peng, X., An essay on synthetic chemistry of colloidal nanocrystals. Nano Research 2009, 2(6), 425-447; (e) Park, J.; Joo, J.; Kwon, S. G.; Jang, Y.; Hyeon, T., Synthesis of Monodisperse Spherical Nanocrystals. Angewandte Chemie International Edition 2007, 46 (25), 4630-4660.
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1.微乳法 1.1.反相微乳法
反相微乳法是利用反向微乳液作为“微反应器”合成纳米的方法。所谓的反 向微乳液是由大量的油相（如己烷）、少量的水相、适量的表面活性剂（如AOT） 和助表面活性剂（通常是中等碳链的醇，主要起改善界面柔性的作用，反向微乳 液体系中可以有也可以没有助表面活性剂）组成的热力学稳定的多相体系。
合成球形CdSe量子点的基本操作： 先将Se粉与ODE在280ºC（注意该温度需大于Se熔点以获得
反应活性的 Se 源）下加热 30 min，得到澄清黄色液体；再将 Cd(Ac)2与OA混合加热得到澄清液，快速加入Se/ODE中，调整加 热套温度，在260ºC下最终得到球形闪锌矿CdSe量子点。改变合 成温度，最终产物的形貌将得到调控，如上图所示。
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2.3.溶剂热/水热法
简单说，溶剂热/水热法是以溶剂/水为介质的 在较低温度和较高压力下合成材料的方法。
2005年，李亚栋课题组在Nature上报道了一 种合成纳米晶的通用方法——LSS法。
LSS的合成操作很简单，就是依次将一定量水 相（溶解有水溶性的反应物，如Cd2+、S2-等）和 乙醇的混合液（两者为solution，S相）、亚油酸钠 （ solid ， S 相 ） 以 及 乙 醇 和 亚 油 酸 的 混 合 液 （liquid，L相）加入水热釜，搅拌后在一定温度下 水热反应一定时间，就可以得到产物。
在表面活性剂的作用下，体系中形成油包水（W/O）的“微反应器”，水相 中是前驱体，“微反应器”的尺寸就是最终获得材料的尺寸，这样就可以通过调 控各相的比例等参数调节“微反应器”的大小，从而对材料的尺寸进行控制。
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反相微乳法实例：Colvin, V. L., et al. J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (13): 5221-5230.
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量子点的合成（Synthesis of QDs） 由于文献报道的量子点种类众多，合成方法也很多，无法一一介绍。
因此，以量子点中“资历最老”的Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族和另外一些硫属化 合物半导体作为对象，粗略可分为三类：
微乳法（反相微乳法、正相微乳法） 热分解法（热注射法、非注射方法） 水热法、溶剂热法
9.Xie, Y.; Qian, Y.; Wang, W.; Zhang, S.; Zhang, Y., A Benzene-Thermal Synthetic Route to Nanocrystalline GaN. Science 1996, 272 (5270), 1926-1927. （溶剂热法合成约30nmGaN纳 米晶，非量子点）
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2.1.热注射法 1993年，Bawendi课题组首次报道
了热注射合成单分散 CdSe量子点的方法。
以二甲基镉（Me2Cd，剧毒）为Cd 源，ห้องสมุดไป่ตู้辛基膦硒（TOPSe）为Se源，三辛 基氧膦（TOPO）为溶剂和表面活性，在 一定温度下，将Me2Cd 和TOPSe混合液 快速注射到TOPO中，得到了尺寸为 1.5～11.5 nm的单分散纤锌矿相CdSe球 形量子点，其电镜图像如右：
2.Akhavan, V. A.; Goodfellow, B. W.; Panthani, M. G.; Reid, D. K.; Hellebusch, D. J.; Adachi, T.; Korgel, B. A., Spray-deposited CuInSe2 nanocrystal photovoltaics. Energy & Environmental Science 2010, 3 (10), 1600-1606. （CIS太阳能电池照片和结构示意图）
4.Ge, J.-P.; Chen, W.; Liu, L.-P.; Li, Y.-D., Formation of Disperse Nanoparticles at the Oil/Water Interface in Normal Microemulsions. Chemistry – A European Journal 2006, 12 (25), 6552-6558. （正相微乳法合成一系列量子点）
具体操作 在烧杯A、B中分别加入500 mL己烷（油相）和
44.4 g琥珀辛酯磺酸钠（AOT，表面活性剂），搅拌 混合均匀。
在A中加入12 mL含有2.34 g Cd(ClO4)2· 6H2O 的水溶液（Cd源，水相）形成透明澄清液。
在B中加入12 mL含有0.36 g Na2S· 9H2O的水 溶液（S源，水相） 形成透明澄清液。
7.Xie, Y.; Qian, Y.; Wang, W.; Zhang, S.; Zhang, Y., A Benzene-Thermal Synthetic Route to Nanocrystalline GaN. Science 1996, 272 (5270), 1926-1927.
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参考文献(2/2)：
清华大学李亚栋课题组(a)正相微乳法合成量子点的机理示意图；(b-g)正相微乳法合成 量子点的TEM图像：(b) Ag2S；(c) PbS；(d) CdS；(e)ZnS；(f) Ag2Se； (g) PbSe。
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反相微乳法的缺点
由于前驱体在水相中的直接反应相对较快，很难对尺寸均一性进行控制， 且产物的晶化程度往往不高。另外，由于反应体系中水相是少量的，因此得到 的产物量相对较少。