CdTe/CdSe量子点的水相法合成

材料，由少量的原子所构成。通常是一种由II-Vl族或III-V族元素组成的纳米颗粒，尺寸小于或者接近激子波尔半径（一般直径不超过10nm），具有明显的量子效应。量子点由于其独特性质，在光学、生物学、催化、医药及功能材料等[1～8]方面具有极为广阔的应用前景，并已在生物染色、医疗诊断、DNA序列测定和免疫分析等方面得到应用，其中最有前途的应用是在生物体系中作为荧光标记物。

经过研究，在水溶液中合成纳米颗粒已发展成为一种比较完善的方法。特别是近些年来，水性CdTe量子点的制备取得了不少进展，根据张文豪[7]、高明远[8]等的研究，可知在常压条件下，很难得到我们需要CdTe/CdSe量子点荧光光谱。本实验考虑在高压条件下研究不同的反应温度、时间等条件对实验的影响。找出合适的实验条件以得到CdTe/CdSe量子点荧光光谱在650-818nm内可调。这对水相合成具有近红外发光量子点的研究将会有很大的意义。

2 实验方法及结果讨论

2.1 药品

氯化镉CdCl2（分析纯）、亚碲酸钠Na2TO3（分析纯）、硒粉（200目，99.999%）、 硼氢化钠NaBH4（分析纯）、巯基丙酸MPA、氢氧化钠（分析纯）、蒸馏水。

2.2 仪器

FA1004电子天平、UV-2450紫外可见分光光度计、F-4600荧光光度计、5-2型磁力搅拌器、ZF-7A手提紫外分析仪、高温反应釜、恒温箱。

2.3 实验步骤

2.3.1 CdTe量子点模板的制备

亚碲酸钠：亚碲酸钠0.0116g（0.052mmol）+NaBH40.01g+3mlH2O，在圆底烧瓶中搅拌溶解至透明。

氯化镉：在圆底烧瓶内，CdCl2（0.42mmol）0.0956g+H2O47ml+MPA30ul搅拌溶解，用NaOH调节PH为11，通N210min。

CdTe：将制备好的亚碲酸钠溶液注入氯化镉溶液中（液面下注入），升溫至97℃，取反应液，溶于水后样品在紫外灯照射下发黄光，即反应结束，获得CdTe模板。

通过改变MPA量、反应时间可以获得不同尺寸的CdTe模板。

2.3.2 高压条件下进行CdSe 包覆实验

（1）取CdTe反应液3ml于高压反应釜中+6ml H2O+XgCdCl2搅拌，+Yul MPA，用NaOH调节pH=9.5。

（2）取0.0018g Se+0.0026g NaBH4+3ml H2O于圆底烧瓶，搅拌，排气，加热（约40℃），使之溶解成无色透明液体，形成Se液。

（3）将3ml Se平分注入两个反应釜之中，密封，在Z℃下反应T h。

反应温度对实验的影响：

当X为0.0103，Y为13，T为2时，不同反应温度对量子点荧光发射及吸收的影响。

实验结果如图1所示。

反应后溶液颜色加深，温度过高时溶液出现沉淀。从图1可以看出120℃时量子点荧光发射光谱峰的位置在654nm，图2可以看出160℃时峰的位置在709nm。由此可以得出在一定范围内随着反应温度的增加，量子点荧光发射光谱峰的位置发生红移，但超过一定的温度后就会出现沉淀，且溶液在紫外光照射下不再发光，经实验得出比较合适温度为160℃。

反应时间对实验的影响：

当X为0.0412，Y为19，Se的量为0.0036g，NaBH4的量为0.0090g，反应温度为160℃时，不同时间对量子点荧光发射及吸收的影响。

实验结果如图3所示。

反应后溶液颜色较深，反应时间过长溶液出现沉淀。从图3可以看出，反应时间为1h时，量子点荧光发射光谱峰的位置在642nm处，反应时间为1.5h时，量子点荧光发射光谱峰的位置在680nm处。因此可以得出，在其他条件不变时，在一定范围内反应时间越长，量子点荧光发射光谱峰的位置波长越大。结合反应温度，实验得出较合适的时间是1.5h。

2.4 结论

经过实验可知，要想获得较高质量、发光率较高、稳定性高发光范围可以从可见至红外，且连续可调的CdTe/CdSe量子点，可以采用高压反应釜，反应温度控制在160℃，过高则容易出现沉淀，过低则不容易达到预期目标;反应时间为1.5h，时间过长亦容易出现沉淀导致溶液在紫外条件下不发光，太短则反应不充分;综上所诉采用巯基丙酸作为稳定剂，在水溶液中合成CdTe 模板，通过改变上诉变量，可以得到750nm以上的CdTe/CdSe量子点，且该实验具有制备CdTe/CdSe的方法简单，稳定性较好，实验过程中毒性较小，对环境污染程度小等优点，因而可以更加方便、合适、安全的应用于生物医学领域。

参考文献：

[1]王韦，张纪梅，郭宁，等.半导体CdTe纳米晶的合成及其光学性能[J].应用化学，2006，22（3）：109-118.

[2]王素梅，蒋治良，梁爱惠.CdTe量子点的光谱特性及其应用[J].光谱学与光谱分析，2008，28（9）：2152-2155.

[3]徐扬子，胡鹤.Mn2+，Pb2+共掺杂ZnS纳米材料制备及光致发光[J].发光学报，2007，28（4）：589-593.

[4]施尔畏，夏长泰，王步国，等.水热法的应用与发展[J].无机材料学报，1996（2）：193-206.

[5]王香，马旭梁，等.ZnSe、ZnS量子点的可控合成与表征[J].发光学报，2009，3（6）：818.

[6]霍字飞，王春艳，王金凤.CdTe/CdS核壳量子点的合成和指纹检测研究[J].河南化工，2010，27（2）：11.

[7]張文豪，于俊生.水溶性的高荧光CdTe/CdSelI型核壳量子点的合成与表征[J].无机化学报，2010，26（5）：775-780.

[8]Gao， M. Y.; Kirstein， S.; Mohwald， H.， et al. Strongly photoluminescent CdTe nanocrystals by proper surface modification. Journal of Physical Chemistry B， 1998，102（43）：8360-8363.

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