巰基化合物修飾CdX量子點的合成及其熒光性質(zhì).pdf

1、半導(dǎo)體量子點(quantum dots，QDs)，也被稱為熒光膠體半導(dǎo)體納米品或半導(dǎo)體納米晶，可廣泛應(yīng)用于生物熒光探針、生物細胞標記和檢測分析跟蹤等領(lǐng)域。QDs的熒光性質(zhì)受表面修飾劑以及合成方法的影響很大。北京大學化學學院復(fù)合材料課題組一直致力于CdX(X=S、Se、Te)納米晶的水相法合成(one-shot)，發(fā)現(xiàn)親/疏水片段比例對水相合成CdSe量子點的光譜性質(zhì)有調(diào)控作用，并提出量子點在成核、熟化以及完成制備后，巰基酸化合物在量子點

2、表面的排列等一系列可能的微觀機理和動力學過程。
　　本論文利用含有巰基的水溶性分子作為修飾劑(L)，采用的巰基酸修飾劑包括寡聚乙二醇(PEG)鏈段醇和酸以及2-巰基丙酸(2MPA)、毓基丙酸(MPA)、3-巰基丁酸(3MBA)、3-巰基，2-甲基丁酸(MMBA)。合成了PEG酸和PEG醇修飾的CdTe量子點，以及巰基酸修飾的CdS、ZnS量子點，進一步研究量子點的生長熟化規(guī)律，優(yōu)化量子點的合成條件，并且根據(jù)量子點的紫外-吸收光譜和

3、熒光發(fā)射光譜進行表征，通過歸一化的熒光光譜的面積判定量子產(chǎn)率的大小，得出合成相應(yīng)量子點的最優(yōu)條件，從而得到最大量子產(chǎn)率的量子點。
　　通過含有相同碳鏈的酸和醇修飾的量子點的差別證實了親水性較強的修飾劑更有利于較快合成粒徑較大的量子點，同時也利于量子點的熟化使得量子點能夠更快得到較好的光學性質(zhì)。不同鏈段長度的PEG醇合成的CdTe量子點的實驗結(jié)論也符合了這一規(guī)律。同時，比較不同結(jié)構(gòu)毓基酸對量子點的尺寸和發(fā)光性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)當巰基酸中

4、側(cè)甲基較多時，所得量子點的尺寸增大，熒光效率降低；而具有適當鏈長并具有一個側(cè)甲基的3-巰基丁酸(3MBA)修飾的CdS、ZnS量子點發(fā)光效率最高。
　　通過對于pH、L：Cd比例、反應(yīng)溫度等對合成QDs實驗優(yōu)化，對于CdS量子點，隨著反應(yīng)時間的延長或者溫度的升高，量子點對應(yīng)紫外吸收峰更紅，量子點生長更快，從而更快達到一定粒徑尺寸而后聚沉且無熒光。CdS、ZnS量子點隨著pH升高，巰基酸修飾量子點紫外吸收峰逐漸紅移，量子點增長，粒徑

5、尺寸增大，熒光量子產(chǎn)率先增強后降低。對巰基酸修飾的CdS、ZnS量子點各個條件進行優(yōu)化，得出：在pH=12，L：Zn：S=8:4:1，[S]=1.6mML-1實驗條件下室溫合成3MBA修飾的ZnS量子點的熒光光學性質(zhì)最佳。在L/Cd/S=5:2.5:1，pH=9.5 T=115℃實驗條件下，反應(yīng)時間為100分鐘的3MBA修飾的CdS量子點量子產(chǎn)率最高，為11％。
　　另外，還進行了一些聚合用自由基引發(fā)劑和電子受體的合成研究。探索出