CdTe納米晶的高效制備及其復(fù)合微球.pdf

1、近年來,熒光半導(dǎo)體納米晶(semiconductor nanocrystals)由于其強尺寸相關(guān)熒光性質(zhì)、較強的發(fā)光強度和抗光漂白能力、較窄的發(fā)射光譜等獨特的光學特性,受到研究者的極大關(guān)注。水相合成半導(dǎo)體納米晶具有成本低、重復(fù)性好、易操作和可大批量制備等優(yōu)點,而且制得的粒子具有良好的水溶性及生物相容性;但是通常水相回流法制備得到的納米晶量子效率相對較低、熒光峰較寬,因此如何在水相中制備高質(zhì)量的納米晶無論在理論上和應(yīng)用上都具有非常重要的意

2、義。另外半導(dǎo)體納米晶由于尺寸很小,比表面積大,決定了其高比表面積和高表面能,在通常條件下極易團聚,表面結(jié)構(gòu)也容易遭到一些外界因素的破壞,妨礙了其優(yōu)良特性的發(fā)揮。在復(fù)雜的生理介質(zhì)中,表面配體的脫落將導(dǎo)致納米晶的聚集和非特異性吸附,同時很多半導(dǎo)體納米晶表面原子的溶解還會導(dǎo)致重金屬離子的釋放從而造成毒性增加,對其在生物醫(yī)學中的應(yīng)用構(gòu)成一定的障礙,因此有必要研究用惰性材料包覆半導(dǎo)體納米晶的方法。本文圍繞水相高效制備CdTe納米晶及其復(fù)合微球展開

3、,具體來說有以下三個方面的成果:
　　 (1)我們用水熱法制備了高熒光效率水分散性的CdTe納米晶,該方法效率較高(制備得到的納米晶水分散液固含量高達千分之五),操作方便。我們用該方法制備出近紅外發(fā)光(650nm-800nm)CdTe納米晶,熒光效率最高可達～68％。我們發(fā)現(xiàn),巰基丙酸是制備近紅外發(fā)光CdTe納米晶的最佳配體,配體/Cd的最佳配比為1.8,前驅(qū)體濃度的最佳值為20mmol/L。細胞成像實驗表明,納米晶能夠被各種不

4、同的細胞吞噬,之后從包涵體中釋放出來,很好地分布于細胞質(zhì)中。納米晶的細胞毒性測試表明100μg/mL下4h后只有顯示較溫和的毒性(AD293細胞成活率74％,Hela細胞成活率60％)。
　　 (2)我們在反相乳液體系中制備得到包埋CdTe納米晶的親水性熒光納米復(fù)合微球。首先,我們嘗試了在反相細乳液中聚合丙烯酰胺包埋水相CdTe納米晶。我們發(fā)現(xiàn)直接對巰基丙酸穩(wěn)定的納米晶進行包覆效果不是很理想,納米晶會在聚合過程中逐漸被排斥出微球

5、。而通過用聚丙烯酸對納米晶進行表面修飾之后進行包埋成功地解決了這個問題,得到了CdTe@Pam熒光納米復(fù)合微球。其次,我們用反相微乳液法成功制備了CdTe@SiO2熒光納米復(fù)合微球。我們發(fā)現(xiàn)使用氨水作為正硅酸乙酯水解縮合催化劑會導(dǎo)致納米晶熒光光譜大幅藍移,同時熒光強度也有較大程度的下降,而改用一定濃度的NaOH水溶液催化則能夠較好地保持納米晶的熒光性能。進一步的,通過在納米晶表面引入聚陽離子電解質(zhì)聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)進行修

6、飾,有效提高了納米晶在復(fù)合微球中的包埋率:加入體系中的PDDA中所含的季胺陽離子和體系中納米晶表面巰基丙酸的摩爾比為5時效果最佳。
　　 (3)我們用正相細乳液聚合法制備得到了CdTe@PSt-DVB熒光納米復(fù)合微球。我們首先將水相合成的納米晶以十二硫醇交換至甲苯中,加入聚合單體聚合對納米晶進行了包埋,制各得到熒光高分子復(fù)合微球。通過研究,我們發(fā)現(xiàn),較高的引發(fā)劑濃度和交聯(lián)度能夠有效地抑制聚合過程中聚合物與納米晶的相分離。最佳條件